Elektroniikan

LABORATORIOTYÖ

N:o A7

Palautettu:_____ _______ ______ _____________

Tarkastanut:_____ _______ ______ ____________ Selostuksen laatija:

Sisällysluettelo Sivu

Annettu tehtävä 2

Teoria 2

Käytetyt välineet 2

Työnsuoritus__________ ______ ____ __________ ______ ____ _ 2

Mittaustulokset__________ ______ ____ _____ _______ ______ _____________ liite

Mittaustulosten käsittely__________ ______ ____ _____ _______ ______ ______ 3-6

Kysymyksiä ja vastauksia__________ ______ ____ _____ _______ ______ _______5

Vastinkytkennät__________ ______ ____ _____ _______ ______ _____________7-8

Lopputulokset__________ ______ ____ __________ ______ ____ 9

Diodien ominaiskäyrät teoriassa__________ ______ ____ _________________9

Omia mietteitä__________ ______ ____ _____ _______ ______ _______________10

ELEKTRONIIKAN LABORATORIOTYÖ A7

Operaatiovahvistinkytkentöjä

Annettu tehtävä:

Työssä perehdytään operaatiovahvistinten käsittelyyn ja niillä toteutettaviin peruskytkentöihin. Työn tarkoituksena on tukea teoriaopetusta ja antaa käytännön tuntumaa operaatiovahvistin- kytkentöihin. Tarkoituksena oli selvittää operaatiovahvistin kytkentöjen erilaisuus ja siitä johtuvat vahvistus erot, sekä signaalin käyttäytyminen invertoivassa ja ei invertoivassa vahvistimessa. Samalla tutkittiin myös differentiaalivahvistimen toimivuus. Työssä käytetään valmiita kytkentöjä. Tarkistetaan vain, että komponenttien arvot sopivat laskettuihin arvoihin.

Teoria:

Teoria on käsitelty elektroniikan kurssilla.

Käytetyt välineet:

4 kpl opampkytkentöjä

Funktiogeneraattori HP33120A

Digitaalinen oskilloskooppi HP54600A

Tasajännitelähde 4 kpl

Digitaalinen yleismittari 3 kpl

Komponenttirasia A7

741:n datat

Mittaustulokset:

Invertoiva vahvistin:

Oskilloskooppi kuvasta näkyy invertoivan vahvistimen ominaisuus, eli signaali on 180º kääntyneenä. Teoreettinen vahvistus voidaan laskea kaavasta A= -R2 / R1

Jolloin tässä R1 = 1k ja R2 100k niin vahvistus on -100, eli kun sisään meno jännite on 100mV on ulostulo jännite -100 * 100mv eli 10V. Tosin vahvistus pienenee kun siirrytään suurempiin taajuuksiin.

Mittaukset:

Mittauksista näkee kuinka vahvistus putoaa taajuuden kasvaessa. 100Hz taajuudella vahvistus on likimain teoreettisen vahvistus kertoimen mukainen eli noin 10.

3.0 Ei invertoiva vahvistin

Oskilloskooppi kuvasta näkyy selvästi ei invertoivan vahvistimen lähtö, eli tulosignaali on samassa vaiheessa kuin lähtösignaali.

Teoreettisen vahvistuksen voi laskea seuraavasta kaavasta : A = 1+ R2 / R1 , joten tässä tapauksessa R1 = 1k ja R2 = 10k , jolloin vahvistus on 1+ 10 / 1 = 11

Kun sisään meno signaalin on 100mv on lähtevä signaali 1,1V

3.1 Mittaukset

Myös ei invertoivan vahvistimen vahvistus putoaa taajuuden kasvaessa. 100Hz taajuudella myös tämän vahvistus on likimain teoreettisen vahvistus kertoimen mukainen.

4.0 Differentiaalivahvistin

Differentiaalivahvistimen vahvistus lasketaan kaavasta: U = (R2 / R1) * (U2 - U1) joten tässä tapauksessa U = (22k / 10k) * (3V-2V) =2,2V.

Toiminta perustuu siis siihen, että tämä vahvistin vahvistaa tulojen välisen erotuksen, joka on tässä 1V ja kun vahvistus kerroin on 2,2 on silloin lähtevä jännite 2,2V

4.1 Mittaukset

Mittauksissa huomataan, että ensimmäisen mittaus jännitteen arvo on -56mV vaikka sen pitäisi olla kaavan mukaan 0V. Syy tähän on se että operaatiovahvistin ei ole ideaalinen ja tulo jännitteitä on mahdoton saada tarkasti saman suuruiseksi.

4.0 AC-vahvistin

5.0 Loppu sanat

Kuten simuloidusta tuloksista nähdään, ovat ne erittäinn lähellä mittattuja arvoja. Se miksi invertoivaa vahvistinta käytetään yleisemmin on ehkä siinä, että sitä voidaan myös käyttää vaimentamaan signaalia, kun taas ei invertoiva vahvistin on vähintään 1 vahvistin eli sen lähtö sueraa suoraan tulevaa signaalia eikä sen takia pysty vaimentamaan signaalia. Joten invertoiva vahvistin on tässä suhteessa monipuolisempi.

Kysymyksiin vastauksia:

Omia mietteitä: