Aplikace operačního zesilovače - laboratovní cvičení, úloha

1. Použité měřicí přístroje:

Značka Přístroj Výrobce Typ Vlastnosti Inventární číslo SZ stabilizovaný zdroj TESLA BS 525 0 – 30 V, 0 – 1 A 6-L-029 G funkční generátor GOLDSTAR FG 2002C 6-L-053 OSC osciloskop HUNGCHANG 3502 20 MHz I.IL 041

5. Naměřené a vypočtené hodnoty:

Derivační obvod (k bodu 1):

Č. M. 1 2 3 f [Hz] 500 250 1000 Vypočtené T [ms] 2 4 1 UOUTmax [V] 5,2 3 10 Naměřené UINp [V] 5,2 6 5 UOUTmax [V] 5,4 3 7,5 Chyby měření ∆ [V] 0,2 0 2,5 δ [%] 3,7 0 33,3

Příklad výpočtu pro Č. M.1:

Integrační obvod (k bodu 2):

Č. M. 1 2 3 f [Hz] 500 250 1000 Vypočtené T [ms] 2 4 1 UOUTmax [V] 0,875 1,8 0,425 Naměřené UINp [V] 3,5 3,6 3,4 UOUTmax [V] 0,9 1,8 0,4 Chyby měření ∆ [V] 0,025 0 0,025 δ [%] 27,8 0 6,25

Příklad výpočtu pro Č. M.1:

Grafy jsou v příloze.

6. Závěr:

Během tohoto měření jsme si ověřili, jak pracuje integrační a derivační článek v zapojení s operačním zesilovačem. Úkolem měření bylo ověřit, jak reaguje výstupní napětí UOUT na vstupní napětí UIN. Především nás zajímaly souvislosti mezi průběhy oněch napětí. Lze konstatovat, že předpokládané vlastnosti se potvrdily. Tam, kde jsme očekávali výstupní napětí UOUT obdélníkového průběhu (derivační obvod), bylo opravdu obdélníkové, a tam, kde trojúhelníkového průběhu (integrační obvod), bylo skutečně trojúhelníkové.

Derivační obvod lze tedy použít jako generátor obdélníkového průběhu výstupního napětí UOUT, je-li přiveden trojúhelníkový průběh vstupního napětí UIN, a nebo pilového (trojúhelníkového) průběhu výstupního napětí UOUT, je-li přiveden obdélníkový průběh vstupního napětí UIN. Jako generátor obdélníkového průběhu výstupního napětí UOUT pracoval derivační obvod celkem podle předpokladů, i když hlavně náběžná hrana nebyla ze stínítka osciloskopu příliš čitelná a byla značně mírnější, než jsme očekávali. Největší odchylky měření výstupního napětí UOUTmax jsme se dopustili při frekvenci 1000 Hz, ovšem je nutné brát zřetel na to, že ve vztahu pro výpočet UOUTmax je použitá hodnota UINp, která se též odečítala ze stínítka osciloskopu. Při odečítání hodnoty UINp ze stínítka osciloskopu mohlo tedy dojít také ke značné chybě.

Integrační obvod lze potom uplatnit jako kvalitní generátor trojúhelníkového průběhu výstupního napětí UOUT, je-li přivedeno obdélníkové vstupní napětí UIN, a nebo sinusového průběhu výstupního napětí UOUT, je-li přiveden trojúhelníkový průběh vstupního napětí UIN. I u tohoto zapojení OZ lze prohlásit, že při přivedeném obdélníkovém vstupním napětí UIN pracoval obvod podle předpokladů a na výstupu tedy bylo výstupní napětí UOUT trojúhelníkového průběhu. Co se týče chyby určení výstupního napětí UOUTmax bylo i v tomto případě ve vztahu pro výpočet použito hodnoty UINp, která se musela odečíst ze stínítka osciloskopu. Je pak tedy otázkou, jak přesně bylo odečteno napětí UINp.