| Line 6... |
Line 6... |
| 6 |
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
|
6 |
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
|
| 7 |
\topmargin -1.3cm
|
7 |
\topmargin -1.3cm
|
| 8 |
\oddsidemargin 0cm
|
8 |
\oddsidemargin 0cm
|
| 9 |
\pagestyle{empty}
|
9 |
\pagestyle{empty}
|
| 10 |
\begin{document}
|
10 |
\begin{document}
|
| 11 |
\title{Záporná zpětná vazba v zapojení s operačním zesilovačem MAA741}
|
11 |
\title{Klopný obvod}
|
| 12 |
\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz}
|
12 |
\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz}
|
| 13 |
\date{30.11.2010}
|
13 |
\date{15.3.2011}
|
| 14 |
\maketitle
|
14 |
\maketitle
|
| 15 |
\thispagestyle{empty}
|
15 |
\thispagestyle{empty}
|
| 16 |
\begin{abstract}
|
16 |
\begin{abstract}
|
| 17 |
\end{abstract}
|
17 |
\end{abstract}
|
| 18 |
|
18 |
|
| 19 |
\section{Úvod}
|
19 |
\section{Úvod}
|
| 20 |
\begin{enumerate}
|
20 |
\begin{enumerate}
|
| 21 |
\item Navrhněte zápornou zpětnou vazbu a zapojení operačního zesilovače pro případy celkového zesílení K = 12 a K = -12 (neinvertující a invertující zapojení). V rámci přípravy v laboratorním deníku navrhněte schéma úplného zapojení obou případů, které budete v praktiku realizovat (včetně potřebných výpočtů a odvození, která uvedete i v protokolu). Potřebná teorie viz přednášky.
|
21 |
\item Popište funkci obvodu na Obr. 1, popište dva stabilní stavy a překlápění. Na základě popisu dvou stavů odvoďte vztah pro velikost hystereze - rozdíl napětí na vstupu pro překlopení z různých stavů.
|
| 22 |
\item Připojte napájecí napětí k operačnímu zesilovači dle doporučení výrobce a seznamte se se zapojením patice integrovaného obvodu podle katalogu. Všimněte si konvence způsobu kreslení napájení obvodů ve schématu a skutečného propojení zdrojů napájení s obvodem zesilovače.
|
22 |
\item Navrhněte velikost kapacity C1 pro pracovní kmitočet 3 kHz, odpor R5 použijte 10-15 Ohmů, sestavte obvod podle Obr. 1.
|
| 23 |
\item Změřte zesílení zesilovače a jeho dynamický rozsah pro stejnosměrný signál a pro oba případy z bodu 1. Zesílení určujte jako směrnici přímky, která aproximuje naměřené body v lineární části.
|
23 |
\item Prověřte funkci obvodu pro střídavý vstupní signál, zaznamenejte průběhy signálu na bázi prvního tranzistoru, na emitorovém odporu a na výstupu, výsledek zobrazte do společného grafu.
|
| 24 |
\item Ze závislosti určené v bodě 3 určete napětí na vstupu, při kterém je na výstupu napětí právě 0,00 V.
|
24 |
\item Změřte velikost hystereze.
|
| 25 |
\item Porovnejte naměřené výsledky s teoreticky odvozenými hodnotami a případný rozdíl vysvětlete.
|
25 |
\item Navrhněte změnu obvodu pro zvětšení hystereze na pětinásobek původní hodnoty. Ověřte měřením.
|
| 26 |
\item Ověřte funkci i pro střídavé signály 100 a 1000 Hz.
|
26 |
\item Porovnejte vypočtené a naměřené hodnoty hysterezí.
|
| - |
|
27 |
|
| 27 |
\end{enumerate}
|
28 |
\end{enumerate}
|
| 28 |
|
29 |
|
| 29 |
\section{Postup měření}
|
30 |
\section{Postup měření}
|
| 30 |
|
31 |
|
| - |
|
32 |
Obvod jsme zapojili podle schématu. Použité tranzistory byly BC547. Odpor C1 byl zvolen tak, aby příliš nezvětšoval vstupní impedanci obvodu danou rezistorem R1 pro vstupní frekvenci 3kHz byla tedy zvolena hodnota 220nF. Neboť impedance kondenzátoru je dána vztahem $Z = \frac{1}{2 \pi f C}$ vyjde po dosazení hodnot požadavek na kapacitu 30nF nebo větší.
|
| - |
|
33 |
|
| - |
|
34 |
|
| 31 |
\begin{figure}
|
35 |
\begin{figure}
|
| 32 |
\label{zesilovac_inv}
|
36 |
\label{Shmitt_trigger}
|
| 33 |
\begin{center}
|
37 |
\begin{center}
|
| 34 |
\includegraphics [width=80mm]{Inverting_Amplifier.png}
|
38 |
\includegraphics [width=80mm]{ul71.png}
|
| 35 |
\end{center}
|
39 |
\end{center}
|
| 36 |
\caption{Operační zesilovač v invertujícím zapojení}
|
40 |
\caption{Schmittův klopný obvod při implementaci se dvěma tranzistory}
|
| 37 |
\end{figure}
|
41 |
\end{figure}
|
| 38 |
|
42 |
|
| - |
|
43 |
Po zapojení obvodu jsme na vstup připojili generátor sinusového signálu a osciloskopem sledovali chování obvodu.
|
| - |
|
44 |
|
| 39 |
\section{Závěr}
|
45 |
\section{Závěr}
|
| 40 |
|
46 |
|
| 41 |
\begin{enumerate}
|
47 |
\begin{enumerate}
|
| 42 |
|
48 |
|
| 43 |
\item Námi použité odpory se mírně lišily ve výsledném zesílení od zadání, ale na ideu měření to nemělo vliv.
|
- |
|
| 44 |
\item Zapojení patice operačního zesilovače odpovídalo jednomu ze dvou standardních zapojení pro zesilovače v pouzdru DIL8
|
- |
|
| 45 |
\item skutečné naměřené zesílení neinvertujícího zesilovače bylo 14,3x a invertujícího -13,31x. Saturační napětí byly pro obě zapojení stejné -12.94V a 14.18V.
|
- |
|
| 46 |
\item Pro invertujíci zesilovač by měl nulové napětí na výstupu pro případ 0,009V na vstupu a neinvertující pro 0,017V.
|
- |
|
| 47 |
\item Napěťové offsety byly celkem očekávatelné, jelikož nejde o ideální zesilovač. A ani o precizní operační zesilovač s kompenzací offsetů.
|
- |
|
| 48 |
\item Funkčnost pro střídavé signály je vidět na přiložených grafech.
|
- |
|
| - |
|
49 |
|
| 49 |
|
50 |
|
| 50 |
\end{enumerate}
|
51 |
\end{enumerate}
|
| 51 |
|
52 |
|
| 52 |
\begin{thebibliography}{99}
|
53 |
\begin{thebibliography}{99}
|
| 53 |
\end{thebibliography}
|
54 |
\end{thebibliography}
|