Zadání: Změřte kmitočtovou charakteristiku na integračním zesilovači a odpovězte na příslušné otázky.
Teorie: Integrační zesilovač je určen k průběžné integraci napětí u1(t). Jde o invertující zapojení OZ, kde zpětnovazební režim R2 je nahrazen kondenzátorem C.
Vztah pro výst. napětí integrátoru:
t
U2(t) = -1/RC ∫0 u1(t)dt + UCO
Otázka 1: Jak se zjednoduší uvedený vztah, vybijeme-li před měřením kapacitor C?
Vztah se změní tak, že ubyde ve vzorci napětí UCO, protože na kondenzátoru nebude napětí.
Změněný vztah:
t
U2(t) = -1/RC ∫0 u1(t)dt
Otázka 2: Jakou hodnotu má vstupní odpor uvedeného obvodu?
Má hodnotu 10 kΩ.
Otázka 3: Jakou mají funkci přepínače v jednotlivých režimech?
Jejich funkci v jednotlivých režimech nám vysvětlí tabulka. 0 – nesepnut, 1 – sepnut.
s1 s2
integrace 1 0
nulování 0 1
paměť 1 0
Otázka 4: Jaké jsou časové konstanty integrátoru pro C = 1nF, 10nF, 100 nF, 1 μF ?
Tyto časové konstanty jsme vypočítali podle vzorce: τ= R*C (jestliže víme, že vst. Odpor je 10 kΩ.
Potom tyto časové konstanty jsou: τ 1= 1 * 10-5
τ 2= 1 * 10-4
τ 3= 1 * 10-3
τ 4= 1 * 10-2
Otázka 5: Jaká je rychlost změny výstupního napětí pro integrační kapacitu C = 1μF a vstupní proud I0 = 0,1 μA. Předpokládejme, že vliv napěťové nesymetrie je kompenzovaný.
(1/(R*C)) * (R*I0) = (1/(1*104*1*10-6) * (1*104*1*10-6) = 0,1
Otázka 6: Při zkratovaném vstupu IN určete časovou změnu výst. napětí integrátoru pro integrační kondenzátory 100nF-1μF.
100 nF – 3V-23,3 s ΔU/Δt=128 mV/s
1 μF – 0,6V-46,52 s ΔU/Δt=12 mV/s
Postup při měření kmitočtové charakteristiky:
Měřit budeme pro dvě hodnoty C, a to C=1nF a C=10nF. Zapojení jsme si provedli podle obrázku.Před měřením si zjistíme napětí U1.
Musíme si uvědomit skutečnost, že toto napětí je shodné s hodnotou napětí, kterou dosáhneme při fT, tedy tranzitním kmitočtu = tam, kde se char. Protíná s osou x. Po tomto již můžeme nastavovat frekvenci na generátoru a odečítat výstupní napětí. Vstupní napětí(U1) je konstantní.
f(Hz) U2(V) U1(V) Au(dB)
10 10,0000 0,0074 62,6154
20 5,9000 0,0074 58,0324
50 2,1000 0,0074 49,0598
100 1,0000 0,0074 42,6154
200 0,5100 0,0074 36,7668
500 0,2100 0,0074 29,0598
1000 0,1200 0,0074 24,1990
2000 0,0500 0,0074 16,5948
5000 0,0185 0,0074 7,9588
9800 0,0074 0,0074 0,0000
Naměřené a zpracované hodnoty:
Otázka 6: Jaké je zpoždění výstupního napětí integrátoru?
Úkol 1: Na vstup integračního zes. Postupně připojte obdélníkový a sinusový signál. Pokuste se načrtnout nebo vytisknout tyto průběhy.
Závěr: Měření proběhlo bez větších problémů, což jsme poznali z kmitočtové charakteristiky a navíc jsme zjistili, jak funguje integrátor s LE 2153.
3. červen 2008
3 468×
443 slov
