BADAU1E WZMACNIACZA OPERACYJNEGO

CEL ĆWICZENIA

Ćwiczenie 10

Przeprowadzona w ramacn nurztrua pomiary zależności między sygnałami wejściowymi i wyjściowymi mają umożliwić poznanie podstąjowyct' układów pracy wzmacniacza operacyjnego z jednoczesnym skojarzeniem jego podstawowych zastosowań w zakresie techniki urządzeń pomiarowych i analogowej obróbki sygnałów.

PODSTAWOWE WIADOMOŚCI

Wzmacniacz operacyjny jest oenarą wielostopniowego wzmacniacza elektronicznego sygnałów elektrycznych, o dużym wzmooienu wewnętrznych sprzężeniach bezpośrednich, przeznaczony do pracy z układami zewnętrznego sprzezeraa zwrotnego Sprzężenia zewnętrzne zapewnia stabilność pracy wzmacniacza, decyduje o paś'.' e przenoszone i poprawia liniowość wzmacniacza i przede wszystkim określa funkcję jaką spełnia wzmacrtacz (omeśta jego transmitancję operatorową). ‘Współczesny wzmacniacz operacyjny jest wykonany Jako układ scalony, niekiedy w jednej obudowie o *frśa etę kilka wzmacniaczy tego samego typu. Współczynnik wzmo-creema napięciowego wzmacniacza przy otwartej pętli wzmocnienia jest mm* *    ^ęduuf.

Wtopścia wzmacniacza operacyjnego oznaczone są znakami: “ wej-toe odwracające, "+" wejście nleodwracające. Oba wejścia tworzą ufctad różnicowy, charakteryzujący się tym, że sygnał wyjściowy mzmacnacza jest k-krotnle wzmocnioną różnicą sygnałów doprowadzonych do wejść wzmacniacza, z uwzględnieniem znaków tych na-

^_____ ęasć. Znaku określające charakter wejść wiążą się ze zmianą fazy na-

■Iffcta wyjściowego względem fiazy 'wpięcia wejściowego. Wejście odwracające przesuwa fazę o 180°, podczas gdy wejście nreodwracsiscs n.e zmienia fazy I przesunięcie między sygnałem wejściowym

{ wyjściowym wynosi O W pzyća^j gdy do wejść°+" I zostaną doprawa-₁_

f^on,e sygnały identyczne wzgiedem masy, to napięcie na wyjściu będzie równe I 0 V. Taki sygnał wejściowy nazywa ssę sygnałem nieróżnicowym W przypadku doprowadzenia napięcia wepSoowago rraęctzy wejścia    i'" sygnał taki nazy

wa się sygnałem różnicowym

Poziom sygnałów wejściowych u zakezy od charakteru źródła sygnału i może przyjmować wartości od nV ioasosotf) do ±15 V. Sygnał wyjściowy może przyjmować wartości z przedział <-10 ♦10 > V przy zasilaniu wzmacniacza symetrycznym napięciem ♦IS V i -15 V

Podstawowe zależności rmędz/ sygnałami wejściowymi i wyjściowym przedstawiono na rys.2. Dla uproszczeni p-zyynuje się. że wzmacniacz operacyjny jest "idealny" czyli w przytAzerau «*a stały i nieskończenie wielki współczynnik wzmocnienia K, stałą szerokość przenoszonego (wzmacnianego) pasma częstotliwości B*. nieskończenie dużą moedancję wejściową Z*,, Impedancję wyjściową równą zeru Tato wzmacnaa w przypadku równych napięć doprowadzonych do wejść ma napęoe ujęaose równe zero 11^=0, prąd wejściowy ma

wartość l«w^s0. Wzmacrsacz cnWr cwoe tłumi sygnał nieróźnicowy (WTSN), nie zmienia wymienionych właściwości pod wpływem te

rxi

Rys. 1. Wzmacniacz operacyjr symbol oraz oznaczenie

Rys. 2. Stopień wzmacniacza różnicowego

Wzmacniacz odwracający fazę r. era*, wyjściowego ma wzmocnienie określone zsteżnośos

llpK,

' /?| II /?₂

Sygnał wejściowy jest doprcwsm*? :r u p- wejśoa odwracającego (—) a wejście odwracające jesr połączone przez rezystor R₃ z poziomem masy układu. Znak przy topAzynnau wzmocnienia k oznacza, że sygnał wyjśceowy era coaroconą fazę względem sygnału wejściowego

r₂

Rys 3. Wżmacniscz napięcia wyjściowego

odwracający fazę