____________________________________________________________________ Műveleti erősítők I. dátum:..............
a mérést végezte:...............................
Műveleti erősítők I. – mérési jegyzőkönyv –
1. Visszacsatolás nélküli kapcsolások 1.1. Kösse az erősítő invertáló bemenetét +12V a tápfeszültség 0 potenciálú kimenetére! 1k Ezt nevezzük földnek. A nem invertáló bemenetre kösse egy potenciométer 1k középső kivezetését, míg a potenciométer két végét egy-egy ellenálláson keresztül a -12V +12 V és a -12 V-os tápfeszültségre. Így 1k a potenciométerrel egy néhány voltos +/feszültségtartományban szabályozhatja a nem invertáló bemenet feszültségét. Mérje az erősítő be és kimenőfeszültségét digitális voltmérővel. Különböző bemenőfeszültségekhez mekkora kimenőfeszültség tartozik? "komparál" a műveleti erősítő? U1 U2 U1 U2 A műveleti erősítő U1 = ..........V-nál komparál A kimenet maximális feszültsége U+ =............V A kimenet minimális feszültsége U- =............V
kinyomtatva: 01-03-02-n
1/6
+12V
U1 U2 -12V
Milyen
bemenőfeszültségnél
____________________________________________________________________ Műveleti erősítők I.
1.2. Ismételje meg a mérést úgy, hogy az invertáló bemenetet a föld helyett egy másik potenciométerre köti, amelynek segítségével állítson be U0 = 2V-ot az invertáló bemeneten, és újra végezze el a mérést az előbbi módon! Hol komparál most az erősítő?
+12V
1k 1k
-12V
+12V
U1
1k U2 1k
-12V U0
1k +12V
U1 U2 U1 U2 A műveleti erősítő U1 = ..........V-nál komparál
2. Pozitív visszacsatolás vizsgálata: 2.1. Készítsen Schmitt triggert a gyakorlatvezető által megadott ellenállásokkal! (pl. 1,5k – 5,6k ; 2,2k – 10k ; 3,3k – 10k ) Vegye fel a bemenőfeszültség kimenőfeszültség függvényt növekvő és csökkenő bemenőfeszültség esetén! A bemenőfeszültséget a komparátornál is használt potenciométeres módszerrel állíthatja elő! Határozza meg a hiszterézis értékét!
R1
+12V
+12V 1k
U2
1k
-12V
Növekvő bemenőfeszültségnél U1 U2 U1 U2
kinyomtatva: 01-03-02-n
R2
2/6
-12V U1
1k
____________________________________________________________________ Műveleti erősítők I.
Csökkenő bemenőfeszültségnél U1 U2 U1 U2 A hiszterézis értéke UH = .............V 15
Kimeneti feszültség [V]
10 5 0 -5 -10 -15 -5
-4
-3
2.2. Adjon a Schmitt trigger bemenetére függvénygenerátorról néhány száz Hz-es háromszögjelet, és növelje az amplitúdót, míg az erősítő kimenetén meg nem jelenik a kimenőjel! Hasonlítsa össze a be és a kimenőjelet kétsugaras oszcilloszkóp segítségével! Rajzolja le a jeleket! Hol billen át a Schmitt trigger? Vesse össze az előző egyenfeszültségű karakterisztika billenési szintjeivel!
kinyomtatva: 01-03-02-n
-2
-1 0 1 2 Bemeneti feszültség [V]
R1
R2
függvény generátor
3/6
5
CH1
U2
-12V
4
oszcilloszkóp
+12V
U1
3
CH2
____________________________________________________________________ Műveleti erősítők I.
3. Nem invertáló erősítőkapcsolások: 3.1. Vezesse vissza a teljes kimenőjelet ellenkező fázisban a bemenetre (azaz az invertáló függvény bemenetre)! Tehát kösse össze az generátor erősítő kimenetét az invertáló bemenettel és adjon a nem invertáló bemenetre függvénygenerátorról néhány voltos 1kHz-es szinuszos feszültséget! Oszcilloszkóppal mérje a feszültségerősítés értékét! Ube =.............V Uki =.............V 3.2. Készítsen a gyakorlatvezető által megadott (pl. nyolcszoros) erősítésű áramkört, és mérje meg az előzőekhez hasonló módon az erősítést! A bemenőfeszültséget úgy válassza meg, hogy az erősítő ne vezérlődjön túl!
U1
CH1
kinyomtatva: 01-03-02-n
CH2
U2 -12V
be
és
kimenőfeszültséget!
Határozza
meg
Au =.............
oszcilloszkóp
+12V függvény generátor
U1
CH1 U2
R1
-12V R2
Ube =.............V Uki =.............V
oszcilloszkóp
+12V
Au =............. 4/6
CH2
a
____________________________________________________________________ Műveleti erősítők I. 40.00
30.00 Amplitúdó [dB]
3.3. Határozza meg az előző mérésben használt erősítő sávszélességét! (-3 dB = 70 % ) Ábrázolja az erősítést a frekvencia függvényében a 100Hz –től 100 kHz közti tartományban
20.00
10.00
0.00 10
100
1k Frekvencia [Hz]
10k
100k
4. Invertáló erősítők vizsgálata: Ha az erősítő nem invertáló bemenetét földpotenciálra +12V kötjük, és az R1 ellenálláson keresztül adjuk a jelet az invertáló bemenetre, a kimenőjel U2 R1 U1 ellenkező fázisban lesz a -12V bemenettel. függvény 4.1. Készítsen a gyakorlatvezető generátor által megadott (pl. nyolcszoros, R2 háromszoros) erősítésű invertáló erősítőt a műveleti erősítő visszacsatolásával! mérje meg az erősítést a 3.2. pontban leírtak alapján!
Ube =.............V Uki =.............V
Au =.............
Hasonlítsa össze a be és kimenőjelek fázisait! A be és kimenőjel fázisa .........................................................................
kinyomtatva: 01-03-02-n
5/6
oszcilloszkóp CH1
CH2
____________________________________________________________________ Műveleti erősítők I.
4.2. Az invertáló erősítő bemenetére adjon 1 kHz-es szinuszos váltófeszültséget függvénygenerátorról! Nézze a kimenetet oszcilloszkópon! Mérje meg oszcilloszkóppal az invertáló bemeneten lévő jel nagyságát különböző nagyságú (túlvezérlést nem okozó) bemenőjel esetén! Következtessen az eredményből, hogy mennyire „ideális” a műveleti erősítő! Ube U1 ..................................................................................................................................................................................................................................
5. Összeadó áramkör vizsgálata 5.1. Készítsen azonos súlyozású összeadó áramkört, a visszacsatoló ellenállást is válassza R1 értékűre! A komparátornál használt potenciométeres feszültségosztóval adjon a két bemenetre különböző értékű (pozitív és negatív előjelű) legfeljebb néhány voltos feszültséget (kéziműszerrel mérje) és mérje meg a kimenőfeszültség értékét! Keresse meg, hogy a két bemenő-feszültségnek milyen függvénye adja a kimenet értékét! Összead-e az áramkör?
+12V
Uki U1
R -12V
U2
R
R
U1 U2 Uki
Uki = f(U1, U2) = ………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
kinyomtatva: 01-03-02-n
6/6
