Wzmacniacze, wzmacniacze operacyjne

Podobne dokumenty
Temat: Wzmacniacze operacyjne wprowadzenie

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Liniowe układy scalone

Wzmacniacze operacyjne

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

Wzmacniacze operacyjne.

WSTĘP DO ELEKTRONIKI

WZMACNIACZ OPERACYJNY. Podstawowe właściwości wzmacniaczy operacyjnych. Rodzaj wzmacniacza Rezystancja wejściowa Rezystancja wyjściowa

Podstawowe układy elektroniczne

Realizacja regulatorów analogowych za pomocą wzmacniaczy operacyjnych. Instytut Automatyki PŁ

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

ZASTOSOWANIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Wzmacniacze operacyjne

A-3. Wzmacniacze operacyjne w układach liniowych

A U. -U Z Napięcie zasilania ujemne względem masy (zwykle -15V) Symbol wzmacniacza operacyjnego.

Liniowe układy scalone. Komparatory napięcia i ich zastosowanie

Instrukcja nr 6. Wzmacniacz operacyjny i jego aplikacje. AGH Zespół Mikroelektroniki Układy Elektroniczne J. Ostrowski, P. Dorosz Lab 6.

Wzmacniacze operacyjne

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)

Wzmacniacz operacyjny

ĆWICZENIE 2 Wzmacniacz operacyjny z ujemnym sprzężeniem zwrotnym.

A-3. Wzmacniacz Operacyjny - parametryzacja i zastosowanie

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące

ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Wzmacniacz operacyjny

Wzmacniacz operacyjny

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Wzmacniacz operacyjny zastosowania liniowe. Wrocław 2009

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, WYDZIAŁ PPT I-21 LABORATORIUM Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 2

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

Filtry przypomnienie. Układ różniczujący Wymuszenie sinusoidalne. Układ całkujący Wymuszenie sinusoidalne. w.6, p.1

Wzmacniacze. Klasyfikacja wzmacniaczy Wtórniki Wzmacniacz różnicowy Wzmacniacz operacyjny

Liniowe układy scalone. Wykład 4 Parametry wzmacniaczy operacyjnych

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Wzmacniacze operacyjne

Wzmacniacze operacyjne

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

Ćw. 5 Wzmacniacze operacyjne

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Politechnika Białostocka

Sztuka elektroniki. Cz. 1 / Paul Horowitz, Winfield Hill. wyd. 10. Warszawa, Spis treści

Państwowa WyŜsza Szkoła Zawodowa w Pile Studia Stacjonarne i niestacjonarne PODSTAWY ELEKTRONIKI rok akademicki 2008/2009

I-21 WYDZIAŁ PPT LABORATORIUM Z ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI

Projekt z Układów Elektronicznych 1

Spis treści Przełączanie złożonych układów liniowych z pojedynczym elementem reaktancyjnym 28

Laboratorium Elektroniki

Ćw. 3: Wzmacniacze operacyjne

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Komparatory napięcia. Wprowadzenie. Wprowadzenie. Definicja. Najważniejsze parametry komparatorów napięcia:

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wzmacniacz operacyjny zastosowania liniowe i nieliniowe

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

PODSTAWY ELEKTRONIKI TEMATY ZALICZENIOWE

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

Wydział Elektryczny. Temat i plan wykładu. Politechnika Białostocka. Wzmacniacze

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

ĆWICZENIE 5 EMC FILTRY AKTYWNE RC. 1. Wprowadzenie. f bez zakłóceń. Zasilanie FILTR Odbiornik. f zakłóceń

Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA

Eksperyment elektroniczny sterowany komputerowo

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Układy akwizycji danych. Komparatory napięcia Przykłady układów

Zespół Szkół Łączności w Krakowie. Badanie parametrów wzmacniacza mocy. Nr w dzienniku. Imię i nazwisko

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

1 Dana jest funkcja logiczna f(x 3, x 2, x 1, x 0 )= (1, 3, 5, 7, 12, 13, 15 (4, 6, 9))*.

5 Filtry drugiego rzędu

Ćwiczenie - 6. Wzmacniacze operacyjne - zastosowanie liniowe

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 12/12

Badanie wzmacniacza operacyjnego

Politechnika Białostocka

Ćwiczenie 21 Temat: Komparatory ze wzmacniaczem operacyjnym. Przerzutnik Schmitta i komparator okienkowy Cel ćwiczenia

WZMACNIACZE OPERACYJNE

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Ogólny schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Liniowe układy scalone

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Instrukcja UKŁADY ELEKTRONICZNE 2 (TZ1A )

Ujemne sprzężenie zwrotne, WO przypomnienie

Badanie wzmacniacza operacyjnego I i II

Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych

2 Dana jest funkcja logiczna w następującej postaci: f(a,b,c,d) = Σ(0,2,5,8,10,13): a) zminimalizuj tę funkcję korzystając z tablic Karnaugh,

Wejścia analogowe w sterownikach, regulatorach, układach automatyki

Wzmacniacz operacyjny bez wyprowadzonych końcówek obwodów korekcyjnych

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

EL_w06: Wzmacniacze operacyjne zastosowania (1)

Ćwiczenie C3 Wzmacniacze operacyjne. Wydział Fizyki UW

Demonstracja: konwerter prąd napięcie

Eksperyment elektroniczny sterowany komputerowo

A-2. Filtry bierne. wersja

PL B1. INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL BUP 21/08. PAWEŁ LIGĘZA, Kraków, PL

7. UKŁADY ODOPERACYJNE

Generatory przebiegów niesinusoidalnych

A-5. Generatory impulsów prostokatnych, trójkatnych i sinusoidalnych

Laboratorium elektroniki i miernictwa

Transkrypt:

Wzmacniacze, wzmacniacze operacyjne

Schemat ideowy wzmacniacza Współczynniki wzmocnienia: - napięciowy - k u =U wy /U we - prądowy - k i = I wy /I we - mocy - k p = P wy /P we >1

Wzmacniacz w układzie WE E B polaryzuje napięcie bazy U wy0 0,5 Ec Q'' punkt pracy Własności: Odwraca fazę Rezystancja wejściowa układu jest umiarkowanie mała, zaś wyjściowa umiarkowanie duŝa.

WC W zakresie małych częstotliwości, przy obciąŝeniu rezystancyjnym układ nie odwraca fazy sygnału wejściowego. Wzmocnienie prądowe jest tego samego rzędu co w układzie WE. Wzmocnienie napięciowe jest bliskie jedności, stąd nazwa wtórnik. Ze względu na duŝą r we i małą r wy, układ o wspólnym kolektorze stosujemy jako układy dopasowujące lub separujące. Wzmacniacz w układzie

Charakterystyka częstotliwościowa

Wzmacniacze ze sprzęŝeniem zwrotnym K f =K/(1-Kß) Zalety ujemnego sprzęŝenia zwrotnego: * zmniejszenie wraŝliwości układu na zmiany parametrów elementów, warunków zasilania, czynników zewnętrznych itp., * zmniejszenie zniekształceń nieliniowych, zakłóceń, szumów, * moŝliwość rozszerzania pasma przenoszenia wzmacniacza i kształtowania zadanych charakterystyk częstotliwościowych, * moŝliwość zmiany wartości impedancji wejściowej i wyjściowej,

Wzmacniacz operacyjny - idealny A B U wy =A(U we2 -U we1 ); A

Wzmacniacz operacyjny - idealny Cechy idealnego WO: 1. Nieskończenie duŝe wzmocnienie przy otwartej pętli sprzęŝenia: A 2. Zerowa rezystancja wyjściowa, 3. Nieskończone pasmo przenoszenia 4. Zerowe napięcie wyjściowe, przy zerowej wartości napięcia wejściowego, 5. Nieskończenie duŝa rezystancja wejściowa zerowy prąd wyjściowy, 6. NiewraŜliwość na zmiany temperatury, 7. Brak zniekształceń sygnałów. Schemat zastępczy idealnego WO

Wzmacniacz operacyjny - idealny Cechy rzeczywistego WO: 1. Wzmocnienie przy otwartej pętli sprzęŝenia: A = 10 4 10 6, 2. Rezystancja wyjściowa ok. 1 kohm, 3. Niezerowe wejściowe i wyjściowe napięcie niezrównowaŝenia, 4. Niezerowy wejściowy prąd polaryzujący, 5. Rezystancja wejściowa rzędu: 1 10 MOhm 6. Pasmo przenoszenia kilka MHz, Schemat zastępczy rzeczywistego WO

Katalogowe parametry rzeczywistego WO Wzmocnienie napięciowe róŝnicowe K ur. Wzmocnienie napięciowe sumacyjne K us. Współczynnik tłumienia sygnału sumacyjnego CMRR. Rezystancja (impedancja) wejściowa róŝnicowa r wer (Z wer ). Rezystancja (impedancja) wejściowa sumacyjna r wes (Z wes ). Rezystancja (impedancja) wyjściowa r wy (Z wy ). Wejściowy prąd polaryzacji I we. Wejściowe napięcia niezrównowaŝenia U wen. Wejściowy prąd niezrównowaŝenia I wen.

Parametry wzmacniacza operacyjnego Dryfty: temperaturowy i czasowy wejśc. napięcia i prądu niezrównowaŝenia. Parametry graniczne: maksymalne napięcie wejściowe U wemax, maksymalne. róŝnicowe napięcie wejściowe U wermax, maksymalne napięcie wyjściowe U wymax, maksymalny prąd wyjściowy I wymax. Napięcie U z i moc P z zasilania. Szerokość pasma częstotliwości określana częstotliwością graniczną f g, marginesem wzmocnienia A i marginesem fazy, Parametry odpowiedzi na skok napięcia: czas narastania t n, szybkość narastania S, przeregulowanie (przerzut).

Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych 1. Układy analogowe - wykonują operacje: dodawania, odejmowania, mnoŝenia, dzielenia, całkowania i róŝniczkowania, 2. Wzmacniacze logarytmiczne, 3. Generatory sygnałów: prostokątnych, trójkątnych i sinusoidalnych, 4. Filtry aktywne, 5. Detektory liniowe i detektory wartości szczytowej, 6. Układy próbkujące z pamięcią.

Zasady analizy układów z WO 1. Rezystancja wejściowa wzmacniacza operacyjnego jest nieskończenie duŝa (wzmacniacz nie pobiera prądów wejściowych), 2. Wartości prądów polaryzujących są równe zeru. 3. Na schemacie oznacza się węzły (np. A, B) i ich potencjały (np. U A, U B ). 4. Ostrzałkowuje się prądy płynące w układzie (np. I 1, I 2 ). 5. Korzystając z I prawa Kirchhoffa, układa się równania prądów dla węzłów. 6. Zakłada się, Ŝe róŝnica napięć na wejściu WO jest prawie równa zeru, czyli U A =U B (A nazywamy masą pozorną lub wirtualną ziemią) 7. Korzystając z prawa Ohma układa się równania dla napięć i prądów. 8. Na podstawie uzyskanych równań wyznacza się zaleŝność napięcia wyjściowego w funkcji napięcia lub napięć wejściowych.

Wzmacniacz odwracający I 1 =I 2 ; U A =U B =0 I 1 = U we /R 1 ; U wy = - I 2 *R 2 U wy =-R 2 /R 1 *U we ; K u =-R 2 /R 1 JeŜeli: R1=R2 - inwerter Zwykle przyjmuje się: R 3 =R 1 R 2 (kompensacja błędu wejściowych prądów polaryzujących I we + oraz I we -)

Wzmacniacz nieodwracający I 1 =I 2 U A =U B =U we U wy =(R 1 +R 2 ) /R 1 U we K u =1+ R 2 /R 1 Rezystancja wejściowa jest bardzo duŝa i w praktyce wynosi 10 10 Ohm

Wtórnik napięciowy U wy = - U we Wtórnik napięciowy uzyskuje się ze wzmacniacza nieodwracającego dla rezystora R 1 o nieskończonej oporności. Rezystancja R=R 2 powinna być równa wartości rezystancji źródła sygnału wejściowego. Układ charakteryzuje się bardzo duŝą rezystancją wejściową i małą rezystancją wyjściową.

Wzmacniacz odejmujący (róŝnicowy) JeŜeli R 3 /R 1 =R 4 /R 2 to U wy =(U 2 -U 1 )* R 3 /R 1 Kompensację błędu spowodowanego wejściowymi prądami polaryzującymi uzyskuje się w wyniku zastosowania rezystorów spełniających warunek: R 1 R 3 = R 2 R 4

Wzmacniacz sumujący I 1 +I 2 +... = I ; U A = U B = 0 I = - U wy /R U wy = - R(U 1 /R 1 + U 2 /R 2 +...) Wartość R R powinna być równa rezystancji równoległego połączenia rezystorów R 1, R 2,... R n i R.

Wzmacniacz całkujący integrator I 1 = I = U we /R 1 ; I = C(dU c /dt) ; Uwy= - Uc ; U wy = 1 R C 1 t U we( t) dt + U 0 0

Wzmacniacz całkujący integrator

Wzmacniacz róŝniczkujący K u = - Z 1 /Z 2 Z 2 =R 1 Z 1 =1 / jωc k u = - jωr 1 C ZaleŜność napięcia wyjściowego od napięcia wejściowego w funkcji czasu: U wy (t)= - CR 1 * du we (t)/ dt Wzmacniacz róŝniczkujący ma wiele wad m.in. jest wraŝliwy na szumy sygnału o wielkiej częstotliwości oraz ma skłonności do oscylacji.

Układ logarytmujący

Sterowane źródła napięcia

Sterowane źródła prądu

Komparator analogowy Komparatory napięcia. Komparatorami nazywamy układy porównujące napięcia i generujące na wyjściu odpowiedni sygnał mówiący o znaku róŝnicy porównywanych napięć. Najprostszy komparator napięcia nie ma praktycznie histerezy i wykorzystuje właściwości wzmacniacza operacyjnego. Znacznie lepszy i częściej stosowany jest układ z histerezą.

Przerzutnik Schmitta WyróŜnia się dwa typy przerzutników: - przerzutnik sterowany wejściem odwracającym - przerzutnik sterowany wejściem powtarzającym.

Ogranicznik napięcia Napięcie wyjściowe jest ograniczone napięciami progowymi diód U F1 i U F2,. Często w tego typu układach stosuje się stabilistor (diodę Zenera).