Ćwiczenie nr 8. Podstawowe czwórniki aktywne i ich zastosowanie cz. 1

Podobne dokumenty
ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

WZMACNIACZ OPERACYJNY

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

Ćwiczenie nr 11. Projektowanie sekcji bikwadratowej filtrów aktywnych

Wzmacniacze operacyjne

Politechnika Białostocka

Badanie układów aktywnych część II

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

Obwody prądu zmiennego

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

LABORATORIUM PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH. Ćwiczenie nr 2. Pomiar pojemności i indukcyjności. Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy

I= = E <0 /R <0 = (E/R)

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

Systemy i architektura komputerów

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

Ćwiczenie - 8. Generatory

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów

Wzmacniacze różnicowe

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

CEL ĆWICZENIA: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zastosowaniem diod i wzmacniacza operacyjnego

LABORATORIUM ELEKTRONICZNYCH UKŁADÓW POMIAROWYCH I WYKONAWCZYCH. Badanie detektorów szczytowych

Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Ćwiczenie - 9. Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

Ćwiczenie 4: Pomiar parametrów i charakterystyk wzmacniacza mocy małej częstotliwości REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

Podstawowe układy pracy tranzystora bipolarnego

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ OPERACYJNY

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

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

Wartość średnia półokresowa prądu sinusoidalnego I śr : Analogicznie określa się wartość skuteczną i średnią napięcia sinusoidalnego:

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

Politechnika Białostocka

Zaznacz właściwą odpowiedź

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

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów

Ćwiczenie nr 4. Badanie filtrów składowych symetrycznych prądu i napięcia

Ćwiczenie - 7. Filtry

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Obwody sprzężone magnetycznie.

PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

płytka montażowa z tranzystorami i rezystorami, pokazana na rysunku 1. płytka montażowa do badania przerzutnika astabilnego U CC T 2 masa

Technik elektronik 311[07] Zadanie praktyczne

Tranzystory w pracy impulsowej

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Ćwiczenie nr 05 1 Oscylatory RF Podstawy teoretyczne Aβ(s) 1 Generator w układzie Colpittsa gmr Aβ(S) =1 gmrc1/c2=1 lub gmr=c2/c1 gmr C2/C1

Badanie obwodów z prostownikami sterowanymi

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego.

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

Tranzystory bipolarne. Podstawowe układy pracy tranzystorów.

Modulatory PWM CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

1 Ćwiczenia wprowadzające

Temat: Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 5

Ćwiczenie 3 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Filtry aktywne filtr górnoprzepustowy

Wzmacniacz operacyjny

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6b

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1. Połączenia szeregowe oraz równoległe elementów RC

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Ćwiczenie 3 Badanie własności podstawowych liniowych członów automatyki opartych na biernych elementach elektrycznych

ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C

U 2 B 1 C 1 =10nF. C 2 =10nF

PROTOKÓŁ POMIARY W OBWODACH PRĄDU PRZEMIENNEGO

Pomiar parametrów tranzystorów

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

2. Który oscylogram przedstawia przebieg o następujących parametrach amplitudowo-czasowych: Upp=4V, f=5khz.

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

Ćwiczenie 12 Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego emitera. Cel ćwiczenia

E 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

5 Filtry drugiego rzędu

Ćwiczenie ELE. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 3 grudnia Rys.1 Schemat wzmacniacza ładunkowego.

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Wzmacniacz jako generator. Warunki generacji

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Ćwiczenie 14. Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego kolektora. Cel ćwiczenia

Pomiar indukcyjności.

Oscyloskop. Dzielnik napięcia. Linia długa

Transkrypt:

Ćwiczenie nr Podstawowe czwórniki aktywne i ich zastosowanie cz.. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobem realizacji czwórników aktywnych opartym na wzmacniaczu operacyjnym µa, ich własnościami oraz pomiarem podstawowych parametrów. Do badań zostały wybrane następujące czwórniki: źródła sterowane (ZNSN, ZNSP, ZPSN, ZPSP), żyrator, konwertor ujemnoimpedancyjny (NIC).. Program badań. Źródła sterowane Wyróżniane są cztery rodzaje źródeł sterowanych: ZNSN źródło napięcia sterowane napięciem ZNSP źródło napięcia sterowane prądem ZPSN źródło prądu sterowane napięciem ZPSP źródło prądu sterowane prądem Program badań przewiduje badanie zależności wielkości wyjściowej (napięcia lub prądu) od wielkości sterującej (też napięcia lub prądu). Do wykonania poniższych pomiarów należy użyćgeneratora przebiegów sinusoidalnych, rezystory dekadowe oraz oscyloskop. Należy wykonać dwie serie pomiarów: pierwszą do wyznaczenia współczynnika k w zależności od wartości napięcia sterującego, a drugą do wyznaczenia zależności k od wartości rezystancji znajdującej się w pętli sprzężenia zwrotnego. Wyniki pomiarów należy umieścić w tabelach. Źródło napięcia sterowane napięciem (ZNSN) Źródło napięcia sterowane napięciem (ZNSN) jest charakteryzowane przez równanie: U = ku Na poniższym rys.. przedstawione zostało to źródło w sposób symboliczny. I I U U ZNSN ys... Źródło napięcia sterowane napięciem Na rys..a przedstawiono schemat ZNSN o współczynniku k ujemnym k = f, natomiast na rysunku.b schemat ZNSN o k dodatnim, gdzie: k = f

ys... Schemat źródła napięcia sterowanego napięcia: a) o współczynniku k ujemnym, b) o współczynniku k dodatnim 0 00 k 0k 00k Hz 0, 0,0 Siec Generator Funkcjii TYP G Składowa stała Amplituda 0 0 max Vpp MEA TONIK UKŁADY AKTYWNE IETiME PW ys... Schemat układu pomiarowego do badania źródła napięcia sterowanego napięciem (ZNSN) Wyniki pomiarów należy umieścić w następujących tabelach: Tabela. Tabela. f = = kω f = kω U = V = kω U U k (U /U ) f U k ( f / ) k (U /U )

[V] [V] [kω] [V] Średnio k Do tabeli. wpisujemy wartość napięcia sterującego (wejściowego) i odpowiadającą mu wartość napięcia wyjściowego. Następnie oblicza się wzmocnienie k i średnie wzmocnienie będące średnią algebraiczną powyższych. Na podstawie tej tabeli należy wykreślić zależność U od U. Do tabeli. wpisujemy zmiany napięcia wyjściowego w zależności od wartości rezystora f. Następnie wyliczamy wzmocnienie dwoma metodami używając używając: a) wartości rezystancji, b) wartości napięć. Na podstawie tej tabeli należy wykreślić zależność U = f(u ). Źródło prądu sterowane napięciem (ZPSN) Na rys..a przedstawiono układ realizujący, to źródło ze współczynnikiem g ujemnym, g = /, natomiast na rys..b schemat źródła o współczynniku g dodatnim, g = /. a) b) I U _ = WE U U = WE U _ I ys... Schemat źródła prądu sterowanego napięciem (ZPSN): a) o współczynniku ujemnym, b) o współczynniku dodatnim Można udowodnić, obliczając wartość I w obwodzie, że prąd I nie zależy od obciążenia, a więc spełnia warunek źródła prądowego i jest wprost proporcjonalny do napięcia wejściowego, tj. I = U / przy założeniu, że wartość tego prądu nie przekracza prądu maksymalnego wzmacniacza (około ma). W podobny sposób działa układ przedstawiony na rys..b.

0 00 k 0k 00k Hz 0, 0,0 Siec Generator Funkcjii TYP G Składowa stała Amplituda 0 0 max Vpp MEA TONIK UKŁADY AKTYWNE A IETiME PW ys... Schemat układu pomiarowego do badania źródła prądu sterowanego napięciem (ZPSN) Wyniki pomiarów należy umieścić w tabelach. Tabela. Tabela. = = kω U I g=i /U I [V] [µa] [µs] [Ω] [µa] Do tabeli. wpisujemy wartości napięcia sterującego i odpowiadającą wartość prądu wyjściowego. Następnie należy obliczyć susceptancję i wykonać wykres zależności I od U. Do tabeli. wpisujemy wartości rezystancji i odpowiadające wartości prądu. Na podstawie tej tabeli wykonać należy wykres zależności I od.

Źródło napięcia sterowane prądem (ZNSP) Najprostsze rozwiązanie układowe tego źródła przedstawiono na rysunku.. Prąd I przepływając przez rezystancję we i f wytwarza napięcie wyjściowe U wy = f I, skąd współczynnik sterowania r = f. ys... Schemat źródła napięcia sterowanego prądem Wyniki pomiarów należy umieścić w tabelach. Tabela. Tabela. f = we = kω I = µa I U f U r =U /I [µa] [V] [kω] [V] [kω] Do tabeli. wpisujemy zmianę prądu sterującego i odpowiadającą temu zmianę napięcia wyjściowego. Na podstawie tej tabeli należy wykreślić zależność U =f(i ). Do tabeli. należy (przy danym prądzie sterującym) wpisać poszczególne wartości rezystora f i odpowiadające im poszczególne napięcie wyjściowe. Na podstawie tej tabeli należy wykreślić zależność napięcia wyjściowego od wartości rezystora f.. Badanie żyratora Praktyczny sposób realizacji żyratora przedstawiono na rys... Impedancja wejściowa Z we żyratora obciążonego impedancją Z 0 jest: U ri rr z Zwe = = = = (.0) I U Z0 Z0 r gdzie z = rr tzw. stała żyracji.

ys... Schemat praktycznej realizacji żyratora W praktycznych zastosowaniach r =r = ż. Żyrator jest czwórnikiem nieodwracalnym, dlatego też istotne jest zaznaczenie kierunku żyracji. Żyrator obciążony pojemnością C realizuje indukcyjność uziemioną widzianą z zacisków wejściowych żyratora o impedancji: Zwe = scz = sl L = z C (.) i z tego powodu znajduje zastosowanie w układach rezonansowych C. Schemat takiego układu przedstawiono na rys... Częstotliwość rezonansową tego obwodu wyznaczamy z zależności: ω 0 = = = (.) LC CC C z z Przyjmując równe pojemności C = C = C, otrzymujemy obwód o dobroci Q. ys... Obwód rezonansowy zrealizowany przy użyciu żyratora

0 00 k 0k 00k Hz 0, 0,0 Siec Generator Funkcjii TYP G Składowa stała Amplituda 0 0 max Vpp MEA TONIK A C =0, µ F ŻYATO WE WY C =0, µ F IETiME PW ys... Schemat układu pomiarowego do badania żyratora Wyniki pomiarów należy umieścić w tabeli.. Tabela. f U I Z we z L= ż C [Hz] [V] [ma] [Ω] [Ω] [H] Do tabeli. należy wpisywać częstotliwość (proponujemy zrobić to za pomocą oscyloskopu gwarantuje to niezłą dokładność), napięcie wejściowe (wartość skuteczną) i wartość skuteczną

prądu wejściowego. Następnie należy wykonać obliczenia i wpisać do tabeli. Na podstawie tabeli należy wykreślić następujące zależności U =f(i ), ż =f(z we ) i L w funkcji częstotliwości.. Konwerter ujemnoimpedancyjny (NIC) NIC można zrealizować w sposób pokazany na rys..0 za pomocą dwóch rezystorów i wzmacniacza operacyjnego. ys... ealizacja konwertera NIC: a) schemat realizacji praktycznej, b) schemat zastępczy Praktyczna realizacja NIC na wzmacniaczu operacyjnym spełnia równanie (.) z pewnym przybliżeniem w ograniczonym zakresie częstotliwości i wartości rezystorów. Jest to spowodowane głównie skończoną wartością wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego zależną od częstotliwości. Za pomocą NIC można realizować ujemne wartości elementów: C, L i. Układ pokazany na rys.. pozwala zmierzyć stałą konwersji k. ys... Układ do pomiaru stałej konwersji i realizacji rezystancji ujemnej Obciążenie 0 musi spełniać warunek k 0 <. Taki układ przedstawia sobą dwójnik rezystancyjny o rezystancji = k 0. Przez pomiar napięć i prądów znajdujemy wartość i na tej podstawie, znając 0 i, wyznaczamy stałą konwersji k. Najprościej jest zasilić badany układ napięciem sinusoidalnym o amplitudzie V i przykładowej częstotliwości khz. ezystancję 0 przyjąć kω zaś = kω, badany układ będzie reprezentował sobą rezystancję kω, co dowodzi prawidłowej pracy konwertera NIC.

0 00 k 0k 00k Hz 0, 0,0 Siec Generator Funkcjii TYP G Składowa stała Amplituda 0 0 max Vpp MEA TONIK A NIC WE NIC WY IETiME PW ys... Schemat pomiarowy do badania konwertera ujemno impedancyjnego (NIC). Opracowanie wyników pomiarów Uzyskane wyniki pomiarowe z badania źródeł sterowanych przestawić w postaci wykresów porównując z danymi teoretycznymi. Przy badaniu żyratora określić stałą żyracji i zrealizowaną indukcyjność. Dla inwertora ujemno impedancyjnego określić stałą konwersji.