Subversion Repositories svnkaklik

\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article}
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[czech]{babel}
\usepackage{graphicx}
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
\topmargin -1.3cm 
\oddsidemargin 0cm
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\title{Záporná zpětná vazba v zapojení s operačním zesilovačem MAA741}
\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz}
\date{30.11.2010}
\maketitle
\thispagestyle{empty}
\begin{abstract}
\end{abstract}

\section{Úvod}
\begin{enumerate}
  \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.
   \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.
   \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.
   \item Ze závislosti určené v bodě 3 určete napětí na vstupu, při kterém je na výstupu napětí právě 0,00 V.
   \item Porovnejte naměřené výsledky s teoreticky odvozenými hodnotami a případný rozdíl vysvětlete.
   \item Ověřte funkci i pro střídavé signály 100 a 1000 Hz.
\end{enumerate}

\section{Postup měření}

Podle požadavků jsem na pájecím poli sletovali dvě možnosti zapojení pro invertující a neinvertující aplikaci operačního zesilovače. V obou případech byly použité odpory 118,8 kOhm a 8,9 kOhm, což odpovídá zesílení 13,34x.

\begin{figure}
\label{zesilovac_inv}
\begin{center}
\includegraphics [width=80mm]{Inverting_Amplifier.png} 
\end{center}
\caption{Operační zesilovač v invertujícím zapojení} 
\end{figure}


\begin{figure}
\label{zesilovac}
\begin{center}
\includegraphics [width=80mm]{Non-Inverting_Amplifier.png} 
\end{center}
\caption{Operační zesilovač v invertujícím zapojení} 
\end{figure}

Po připojení symetrického napájecího zdroje jsme vždy u každého typu zapojení měnili hodnotu vstupního napětí a měřili napětí na výstupu. Po vynesení naměřených hodnot do grafu získáme typickou charakteristiku operačního zesilovače, která je téměř lineární ale omezená saturačními napětími z obou stran. 

\begin{figure}
\label{zesilovac_graf}
\begin{center}
\includegraphics [width=130mm]{graf.png} 
\end{center}
\caption{Závislost výstupního napětí na vstupním napětí} 
\end{figure}

Po nafitování naměřených hodnot přímkami byl u invertujícího zesilovače zjištěn napěťový offset 9,3mV zatím to v neinvertujícím   17mV. Dynamický rozsah je v obou zapojeních prakticky stejný a to od -12.94V do 14.18V.

Na závěr jsme ještě ověřili funkci i pro střídavé signály. 

\begin{figure}
\label{zesilovac_osc}
\begin{center}
\includegraphics [width=130mm]{100Hz.png} 
\end{center}
\caption{Závislost výstupního napětí na vstupním napětí při střídavém signálu 100Hz, neinvertující zapojení} 
\end{figure}

\begin{figure}
\label{zesilovac_osc}
\begin{center}
\includegraphics [width=130mm]{100Hz_inv.png} 
\end{center}
\caption{Závislost výstupního napětí na vstupním napětí při střídavém signálu 100Hz, invertující zapojení} 
\end{figure}

\begin{figure}
\label{zesilovac_osc}
\begin{center}
\includegraphics [width=130mm]{1000Hz.png} 
\end{center}
\caption{Závislost výstupního napětí na vstupním napětí při střídavém signálu 1000Hz, neinvertující zapojení} 
\end{figure}

\begin{figure}
\label{zesilovac_osc}
\begin{center}
\includegraphics [width=130mm]{1000Hz_inv.png} 
\end{center}
\caption{Závislost výstupního napětí na vstupním napětí při střídavém signálu 1000Hz, invertující zapojení} 
\end{figure}

\section{Závěr}

\begin{enumerate}

        \item Námi použité odpory se mírně lišily ve výsledném zesílení od zadání, ale na ideu měření to nemělo vliv.
        \item Zapojení patice operačního zesilovače odpovídalo jednomu ze dvou standardních zapojení pro zesilovače v pouzdru DIL8 
        \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. 
        \item Pro invertujíci zesilovač by měl nulové napětí na výstupu pro případ 0,009V na vstupu a neinvertující pro 0,017V.
        \item Napěťové offsety byly celkem očekávatelné, jelikož nejde o ideální zesilovač. A ani o precizní operační zesilovač s kompenzací offsetů.
        \item Funkčnost pro střídavé signály je vidět na přiložených grafech.
         
\end{enumerate}

\begin{thebibliography}{99}
\end{thebibliography}
\end{document}