c u p r i n s - eprofu · decalaj se poate neglija. totuşi, la amplificatoarele cu câştiguri şi...
Post on 11-Mar-2020
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
C U P R I N S ARGUMENT ……………….……………………………………………….. …. 2
1. PREZENTAREA AMPLIFICATOARELOR OPERAŢIONALE…............ 4
1.1 Simbol şi terminale …………………………………….……………………….. 4
1.2 AO ideal ……………………………………………………………..………….... 5
1.3 AO real ………………………………………………………………................... 5 1.4 Configuraţii de circuite cu AO ……………………………………………….... 6
2. PARAMETRII UNUI AMPLIFICATOR OPERAŢIONAL…………………. 7
2.1 Tensiunea de decalaj la intrare ……………………………………………….. 7
2.2. Deriva termică a tensiunii de decalaj de la intrare ………………...……… 8
2.3. Curentul de polarizare de intrare……………………………………………... 8 2.4. Impedanţa de intrare ...…………………………………………………………. 8
2.5. Curentul de decalaj de la intrare …………………………………………….. 9
2.6. Impedanţa de ieşire ….………………………………………………….……. 10 2.7. Domeniul tensiunilor de intrare în modul comun...……………………… 10
2.8. Câştigul în tensiune în buclă deschisă …...………………………………. 10 2.9. Factorul de rejecţie pe modul comun ...…………………………………… 11
2.10. Viteza de variaţie a semnalului de ieşire SR ……………………………. 11
2.11. Răspunsul în frecvenţă……………………………………………………… 12 2.12 Comparaţii între parametrii AO…………………………………………….. 13
3. DETERMINAREA PARAMETRILOR UNUI AO………………………….14
3.1. Determinarea tensiunilor de saturaţie în buclă deschisă………………. 14
3.2. Determinarea tensiunilor de saturaţie în buclă închisă………………… 15
3.3. Determinarea parametrului SR……………………………………………… 16 3.4. Determinarea parametrului – răspunsul în frecvenţă……………….. 17
BIBLIOGRAFIE……….…………………………………………………………20
2
A R G U M E N T
Ştiinţa este un ansamblu de cunoştinţe abstracte şi generale fixate întrun
sistem coerent obţinut cu ajutorul unor metode adecvate având menirea de a explica,
prevedea şi controla un domeniu determinant al realităţii obiective.
Descoperirea şi studierea legilor şi teoremelor electromagnetismului în urmă
cu un secol şi jumătate, au deschis o eră nouă a civilizaţiei omeneşti
Mecanizarea proceselor de producţie a constituit o etapa esenţială în
dezvoltarea tehnică a proceselor de producţie respective şi a condus la uriaşe
creşteri ale productivităţii muncii. Datorită mecanizării sa redus considerabil efortul
fizic depus de om în cazul proceselor de producţie, întrucât maşinile electrice asigură
transformarea diferitelor forme de energie din natura în alte forme de energie direct
utilizabile pentru acţionarea maşinilor unelte care executa operaţiile de prelucrare a
materiilor prime şi a semifabricatelor.
După etapa mecanizării, omul îndeplineşte în principal funcţia de conducere
a proceselor tehnologice de producţie. Operaţiile de conducere nu necesită decât un
efort fizic redus, dar necesită un efort intelectual important. Pe de altă parte unele
procese tehnice se desfăşoară rapid, încât viteza de reacţie a unui operator uman
este insuficientă pentru a transmite o comandă necesară în timp util.
Se constată astfel că la un anumit stadiu de dezvoltare a proceselor de
producţie devine necesar ca o parte din funcţiile de conducere să fie transferate unor
echipamente şi aparate destinate special acestui scop, reprezentând echipamente şi
aparate de automatizare. Omul rămâne însă cu supravegherea generală a
funcţionării instalaţiilor automatizate şi cu adoptarea deciziilor şi soluţiilor de
perfecţionare şi optimizare.
3
Prin automatizarea proceselor de producţie se urmăreşte asigurarea tuturor
condiţiilor de desfăşurare a acestora fără intervenţia nemijlocită a operatorului uman.
Această etapa presupune crearea acelor mijloace tehnice capabile să asigure
evoluţia proceselor întrun sens prestabilit, asigurânduse producţia de bunuri
materiale la parametri doriţi.
Etapa automatizării presupune existenţa proceselor de producţie concepute
astfel încât să permită implementarea mijloacelor de automatizare, capabile să
intervină întrun sens dorit asupra proceselor asigurând condiţiile de evoluţie a
acestora în deplină concordanţă cu cerinţele optime.
Lucrarea de faţă, realizată la sfârşitul perioadei de perfecţionare profesională
în cadrul liceului, consider că se încadrează in contextul celor exprimate mai sus.
Doresc sa fac dovada gradului de pregătire în meseria de ,,tehnician în
automatizări’’, cunoştinţe dobândite in cadrul modulelor de cultură tehnică studiate în liceu.
Lucrarea tratează Parametrii amplificatoarelor operaţionale şi este
structurată pe 3 capitole după cum urmează:
1. Prezentarea amplificatoarelor operaţionale.
2. Parametrii amplificatoarelor operaţionale. 3. Determinarea practică a parametrilor amplificatoarelor operaţionale.
4
1. PREZENTAREA AMPLIFICATOARELOR OPERAŢIONALE. Primele amplificatoare operaţionale(AO) au fost folosite, în principal, pentru
efectuarea de operaţii matematice – adunare, scădere, integrare şi derivare – de aici
denumirea “operaţionale”. Aceste dispozitive de pionierat erau cu tuburi cu vid şi lucrau
la tensiuni înalte. AO din zilele noastre sunt circuite integrate(CI) liniare, se alimentează
cu tensiuni continue relativ mici şi sunt foarte fiabile. 1.1. Simbol şi terminalele.
Simbolul standardizat al amplificatorului operaţional(AO) este prezentat în figura1(a).
El prezintă două borne de intrare – intrarea inversoare () şi intrarea neinversoare(+) şi o bornă de ieşire. Un AO obişnuit trebuie alimentat cu două tensiuni continue, una
pozitivă şi cealaltă negativă, ca în figura 1.1(b). De obicei, bornele de alimentare cu
tensiune continuă nu sunt reprezentate în simbol, pentru simplificare, însă prezenţa lor
este totdeauna subînţeleasă. În figura 1.2 sunt prezentate 2 tipuri de capsule pentru AO
LM 741.
+V
intrare inversoare
intrare neinversoare
a) Simbolul b) Simbolul cu bornele de alimentare în c.c.
Figura 1.1. Simboluri AO
Figura 1.2. Capsule AO LM 741 cu 8 pini.
5
1.2. AO ideal. Pentru a înţelege ce este, un AO, trebuie precizate caracteristicile ideale ale acestuia:
• câştigul în tensiune infinit;
• lăţimea de bandă infinită;
• impedanţa de intrare infinită;
• impedanţa de ieşire zero.
+
Vin Zin=∞ AV Vout Zout=0
AV=∞
Figura 1.3. Reprezentarea AO ideal
1.3. AO real.
Amplificatorul operaţional ideal este imposibil de realizat. Acesta este limitat din punct
de vedere al curentului, al tensiunii, al tehnologiei de realizare. Caracteristicile reale
ale unui AO sunt:
• câştigul în tensiune foarte mare;
• impedanţă de intrare foarte mare;
• impedanţă de ieşire foarte mică;
• bandă de trecere largă.
+
Vin Zin AV Vout Zout
Figura 1.4. Reprezentarea AO real
6
1.4. Configuraţii de circuite cu AO
1.4.1 AMPLIFICATORUL NEINVERSOR
Câştigul în tensiune 1 NI Rr A Ri
= +
Rr = rezistenţă de reacţie ; Ri = rezistenţă de intrare
1.4.2. AMPLIFICATORUL INVERSOR
Câştigul în tensiune I Rr A Ri
= −
Rr = rezistenţă de reacţie ; Ri = rezistenţă de intrare
1.4.3 REPETORUL
Câştigul în tensiune 1 REP A =
Ri
Rr
+
+V
V Vin
Vout
Vin Vout
+V
V
+
Rr
Ri
+ Vin
Vout
+V
V
7
2. PARAMETRII UNUI AMPLIFICATOR OPERAŢIONAL
2.1. Tensiunea de decalaj la intrare(input offset voltage).
Un AO ideal furnizează la ieşire 0 volţi dacă la intrare se aplică tot 0 volţi. În realitate la
ieşire apare o tensiune continuă de valoare mică fără ca la intrare să fie aplicată o
tensiune diferenţială. Principala cauză o constituie micul decalaj dintre tensiunile bază
emitor ale etajului diferenţial de intrare al AO, ilustrat în figura 2.1.
Tensiunea de ieşire a etajului diferenţial poate fi exprimată astfel:
2 1 OUT C C C C V I R I R = − (2.1)
Un mic decalaj între tensiunile bazăemitor ale tranzistoarelor T1 şi T2 se traduce printro
mică diferenţă între curenţii de colector. De aici valoarea VOUT nenulă.
Tensiunea de decalaj de la intrare VOS, menţionată în cataloagele de AO, reprezintă
valoarea tensiunii continue ce trebuie aplicată diferenţial la intrare pentru ca la ieşire să
se obţină diferenţial 0 volţi. Valorile normale ale tensiunii de decalaj de la intrare sunt de
maximum 2 mV, iar în cazul ideal 0 V.
Figura 2.1. Diferenţa dintre VBE1VBE2 generează la ieşire o tensiune de eroare
Vee
Vcc +
Re
Rc Rc
T2 T1
IC1 IC2
+ VOUT(er)
VBE1 VBE2
8
2.2. Deriva termică a tensiunii de decalaj de la intrare(input offset voltage drift with temperature).
Este un parametru referitor la VOS, care precizează cât variază tensiunea de decalaj de
la intrare pentru o variaţie a temperaturii cu un grad. Valorile uzuale se încadrează în
limitele 5…50 μV / grad Celsius.
2.3. Curentul de polarizare de intrare(input bias current).
Curentul de polarizare de intrare este curentul continuu ce trebuie aplicat la intrările
amplificatorului pentru ca primul etaj să funcţioneze corect. Acesta este media curenţilor
de intrare şi se calculează astfel:
1 2
2 POL I I I +
= (2.2)
2.4. Impedanţa de intrare.
Cele două moduri de bază în care se precizează impedanţa de intrare a unui AO sunt
modul diferenţial şi modul comun. Impedanţa de intrare diferenţială este rezistenţa totală dintre intrarea inversoare şi
cea neinversoare (figura 2.2.a). Această impedanţă se măsoară prin determinarea
variaţiei curentului de polarizare pentru o variaţie dată a tensiunii de intrare diferenţiale.
Impedanţa de intrare în modul comun este rezistenţa dintre fiecare intrare şi masă şi
se măsoară prin determinarea variaţiei curentului de polarizare pentru o variaţie dată a
tensiunii de intrare în modul comun (figura 2.2.b).
a) Impedanţa de intrare diferenţială b) Impedanţa de intrare în modul comun
Figura 2.2 Impedanţa de intrare a AO
ZIN(d)
+
ZIN(cm)
+
9
2.5. Curentul de decalaj de la intrare(input offset current).
Curenţii de polarizare de la cele două intrări, în realitate, nu sunt absolut egali.
Curentul de decalaj la intrare, IOS, este diferenţa în valoare absolută, dintre curenţii de
polarizare de intrare.
1 2 OS I I I = − (2.3)
Ordinul de mărime al curentului de decalaj este inferior cel puţin cu o treaptă (de zece
ori) ordinului de mărime al curentului de polarizare. În numeroase aplicaţii, curentul de
decalaj se poate neglija. Totuşi, la amplificatoarele cu câştiguri şi impedanţe de intrare
mari, valoarea IOS trebuie să fie cât se poate de mică, deoarece diferenţa dintre curenţi
generează, pe o rezistenţă de intrare mare, o tensiune de decalaj semnificativă, ca în
figura 2.3.
Figura 2.3 Efectul curentului de decalaj la intrare
Tensiunea de decalaj datorată curentului de decalaj de la intrare este:
1 2 1 2 ( ) OS in in in V I R I R I I R = ⋅ − ⋅ = − ⋅ (2.4)
OS OS in V I R = ⋅ (2.5)
Eroarea generată de IOS este amplificată cu câştigul AV al AO şi apare la ieşire sub
forma:
( ) OUT er V OS in V A I R = ⋅ ⋅ (2.6)
I1Rin
+
I2Rin
+ VOS
I1
I2
+VB1
+VB2
VOUT(er)
10
2.6. Impedanţa de ieşire.
Impedanţa de ieşire este rezistenţa văzută dinspre borna de ieşire a AO, ca în fig.2.4
Figura 2.4 Impedanţa de ieşire a AO
2.7. Domeniul tensiunilor de intrare în modul comun.
Orice AO funcţionează la tensiuni de intrare ce se înscriu întrun domeniu limitat.
Domeniul tensiunilor de intrare în modul comun cuprinde tensiunile care, aplicate pe
ambele intrări, nu determină la ieşire limitări sau distorsiuni de orice altă natură. La
multe amplificatoare operaţionale, acest domeniu este ±10V pentru tensiuni continue de
alimentare de ±15V.
2.8. Câştigul în tensiune în buclă deschisă, Aol.
Câştigul în tensiune în buclă deschisă este câştigul în tensiune intern, propriu
dispozitivului şi este egal cu raportul dintre tensiunea de ieşire şi cea de intrare în
condiţiile în care AO nu este conectat cu nici o componentă exterioară. Parametrul
acesta este determinat exclusiv de circuitele din interior. Câştigul în tensiune în buclă
deschisă poate ajunge până la valoarea de 200.000.
În cataloage este menţionat frecvent drept câştig în tensiune la semnal mare(large
signal voltage gain).
ZOUT
+
11
2.9. Factorul de rejecţie pe modul comun.
Factorul de rejecţie pe modul comun(CMRR), este o măsură a capacităţii AO de a
suprima semnalele ce intră în modul comun. Un CMRR infinit înseamnă că la ieşire se
obţine zero dacă la ambele intrări se aplică acelaşi semnal (în modul comun).
Practic nu se poate realiza un CMRR infinit, dar un AO de calitate are CMRR foarte
mare. Semnalele ce pătrund în modul comun sunt tensiuni datorate interferenţelor, ca
de exemplu, pulsaţii de 50Hz din reţeaua de alimentare şi zgomot radiat de alte cirsuite.
Cu un CMRR de valoare mare, AO elimină, practic, de la ieşire semnalele datorate
interferenţelor.
Ca definiţie a CMRR pentru AO sa acceptat raportul dintre câştigul în tensiune în buclă
deschisă (Aol) şi câştigul în modul comun (Acm)
ol
cm
A CMRR A
= (2.7)
De obicei acesta se exprimă în decibeli astfel:
20log ol
cm
A CMRR A
=
(2.8)
2.10. Viteza de variaţie a semnalului de ieşire SR(slew rate).
Viteza de variaţie a semnalului de ieşire reprezintă panta maximă, la ieşire, a
răspunsului la un semnal treaptă de intrare. Acesta depinde de răspunsurile la frecvenţe
înalte ale etajelor de amplificare din interiorul AO.
Viteza de variaţie a semnalului de ieşire se măsoară cu AO conectat ca in fig.2.5(a).
La intrare se aplică un semnal treaptă, iar la ieşire se măsoară tensiunea ca în fig.2.5(b).
Durata impulsului de intrare trebuie să fie suficient de mare pentru a permite semnalului
de ieşire să se desfăşoare între limita lui inferioară şi cea superioară. Viteza de variaţie
a semnalului de ieşire are expresia:
out V SR t
∆ =
∆ (2.9)
unde max max ( ) out V V V ∆ = + − − .
Viteza de variaţie a tensiunii de ieşire se măsoară în volţi / microsecundă (V / μs).
12
Figura 2.5(a). Măsurarea vitezei de variaţie a semnalului de ieşire.
Figura 2.5(b). Tensiunea de treaptă de la intrare şi tensiunea obţinută la ieşire.
2.11. Răspunsul în frecvenţă.
Răspunsul în frecvenţă arată cum variază câştigul în tensiune cu frecvenţa.
Câştigul în tensiune în buclă deschisă a unui AO acoperă un domeniu ce începe de la 0
şi este mărginit superior de o frecvenţă de tăiere la care valoarea câştigului este cu 3 dB
mai mică decât cea maximă din banda de trecere. AO sunt amplificatoare fără capacităţi
de cuplaje între etaje, deci nu prezintă frecvenţă de tăiere inferioară. Aceasta însemnă
că banda lor de trecere se întinde până la frecvenţa 0, iar tensiunile continue sunt
amplificate în aceeaşi măsură ca şi semnalele având frecvenţe din banda de trecere.
+
R
Vin
Vout
Vout
Vin
+Vmax
Vmax Δt
0
0
13
2.12. COMPARAŢIE ÎNTRE PARAMETRII AO
AO
Tensiunea de decalaj
de la intrare (mV) (max)
Curentul de
polarizare de intrare
(nA) (max)
Impedanţa de intrare (MΩ) (min)
Câştigul în buclă
deschisă (tipic)
Viteza de variaţie a semnalului de ieşire (V/μs) (tipică)
CMRR (dB) (min)
Observaţii
LM741C 6 500 0,3 200.000 0,5 70 Standard industrial
LM101A 7,5 250 1,5 160.000 80 De uz general
OP113E 0,075 600 2.400.000 1,2 100 Zgomot şi derivă mici
OP177A 0,01 1,5 26 12.000.000 0,3 130 De foarte mare precizie
OP184E 0,065 350 240.00 2,4 60 De mare precizie
AD8009 5 150 5500 50 B=700MHz
AD8041 7 2000 0,16 56000 160 74 B=160MHz
AD8055 5 1200 10 3500 1400 82 Reacţie negativă utrarapidă în tensiune
Facilităţi importante ale AO:
• protecţie la scurtcircuit;
• împiedicarea menţinerii aceleiaşi tensiuni de ieşire(“agăţare în partea de sus”);
• anularea decalajului de la intrare.
14
3. DETERMINAREA PARAMETRILOR UNUI AO PRIN MĂSURĂRI. 3.1. Determinarea tensiunilor de saturaţie în buclă deschisă.
Teoretic, AO au amplificarea în tensiune foarte mare. Practic, tensiunea de ieşire este
limitată la o anumită valoare. Fenomenul de limitare a tensiunii de ieşire se numeşte
saturaţie, iar valoarea la care se limitează tensiunea de ieşire se numeşte tensiune de saturaţie.
Pentru determinarea tensiunilor de saturaţie se utilizează montajul din figura 3.1
Figura 3.1 Circuit pentru determinarea tensiunii de saturaţie în buclă deschisă
Pentru determinarea practică a tensiunilor de saturaţie se parcurg următoarele etape:
Ø se realizează pe placa de probă montajul din schema de mai sus;
Ø se conectează montajul cu sursa de alimentare, generatorul de semnal şi
osciloscopul conform schemei de mai sus;
Ø se reglează generatorul semnal la 100mVVV şi frecvenţa 1KHz;
Ø se porneşte sursa de alimentare şi se vizualizează forma semnalului de ieşire cu
ajutorul osciloscopului. OBS. Datorită limitării tensiunii de ieşire forma semnalului de ieşire va fi
dreptunghiulară (tensiunea de ieşire este distorsionată şi limitată)
Ø se măsoară şi notează: tensiunea de saturaţie pozitivă VSAT+(intervalul
dintre nivelul 0V şi valoarea maximă a tensiunii de ieşire) şi tensiunea de saturaţie negativă VSAT(+(intervalul dintre nivelul 0V şi valoarea minimă a
tensiunii de ieşire).
15
3.2. Determinarea tensiunilor de saturaţie în buclă închisă.
Datorită valorilor foarte mari a amplificării în tensiune un AO nu poate fi utilizat în buclă
deschisă deoarece tensiunea de ieşire este distorsionată şi limitată. Pentru eliminarea
acestor efecte se introduce reacţia negativă (o rezistenţă între ieşirea AO şi intrarea
inversoare). Reacţia negativă este independentă de valoarea amplificării în tensiune a
AO, valoarea amplificării depinde numai de valorile rezistenţelor din circuit.
Pentru determinarea tensiunilor de saturaţie se utilizează montajul din figura 3.2
Figura 3.2 Circuit pentru determinarea tensiunii de saturaţie în buclă închisă
Pentru determinarea practică a tensiunilor de saturaţie se parcurg următoarele etape:
Ø se realizează pe placa de probă montajul din schema de mai sus;
Ø se conectează montajul cu sursa de alimentare, generatorul de semnal şi
osciloscopul conform schemei de mai sus;
Ø se reglează generatorul semnal la 1VVV şi frecvenţa 1KHz;
Ø se porneşte sursa de alimentare şi se vizualizează forma semnalului de ieşire cu
ajutorul osciloscopului;
Ø dacă forma semnalului de ieşire este distorsionată se reglează amplitudinea
semnalului de intrare, din generatorul de semnal, până forma semnalului de ieşire
este sinusoidală;
Ø se măsoară amplitudinea semnalului de ieşire şi se calculează amplificarea.
16
3.3. Determinarea parametrului SR(slew rate).
Acest parametru furnizează informaţii despre cât de repede se poate modifica valoarea
tensiunii la ieşirea AO. Un AO performant are un SR mare. Acest parametru se
calculează cu formula:
∆ ∆
= unda micro
volt t v SR o
sec (3.1)
Sa constatat că pentru o anumită valoarea a tensiunii de intrare forma de undă a
tensiunii de ieşire rămâne nedistorsionată până la o anumită frecvenţă a semnalului de
intrare numită frecvenţă maximă.
Pentru determinarea parametrului SR se utilizează montajul din figura 3.3
Figura 3.3 Circuit pentru determinarea parametrului SR
OBS. Montajul prezentat în figura de mai sus se numeşte “repetor” deoarece tensiunea
de ieşire este identică cu tensiunea de intrare.
Pentru determinarea practică a tensiunilor de saturaţie se parcurg următoarele etape:
Ø se realizează pe placa de probă montajul din schema de mai sus;
Ø se conectează montajul cu sursa de alimentare, generatorul de semnal şi
osciloscopul conform schemei de mai sus;
Ø se reglează generatorul semnal la 1VVV şi frecvenţa 50KHz;
Ø se porneşte sursa de alimentare şi se vizualizează forma semnalului de ieşire cu
ajutorul osciloscopului;
17
Ø pe forma de undă vizualizată se va observa distorsionarea semnalului de ieşire
(nu mai este sinusoidal), cauzată de viteza de variaţie redusă a tensiunii de ieşire
a AO, carel face incapabil pe această să genereze la ieşire o tensiune suficient
de rapidă încât să urmărească variaţia ideală a semnalului, care ar trebui să fie
sinusoidală (identică cu tensiunea aplicată la intrare);
Ø pe această formă de undă se va măsura variaţia maximă a tensiunii de ieşire,
adică valoarea ∆vo şi intervalul de timp în care este realizată variaţia de tensiune
∆vo, adică valoarea ∆t.
Ø se va micşora de la generatorul de semnal frecvenţa semnalului de intrare vi până la dispariţia distorsiunilor şi se determină frecvenţa maximă.
3.4. Determinarea parametrului – răspunsul în frecvenţă.
Se constată că valoarea amplificării în tensiune AV depinde de frecvenţa semnalului de intrare vi. Graficul care redă această dependenţă se numeşte caracteristică de frecvenţă a amplificatorului. Studiind caracteristica de frecvenţă a unui amplificator se
constată că:
Ø dacă valoarea frecvenţei semnalului de intrare vi este mică, valoarea
parametrului AV creşte începând de la valoarea 0; se spune în acest caz că
amplificatorul funcţionează în domeniul frecvenţelor joase; Ø peste o anumită valoare a frecvenţei semnalului de intrare vi, valoarea
parametrului AV rămâne constantă; se spune în acest caz că amplificatorul
funcţionează în domeniul frecvenţelor medii; Ø peste o anumită valoare a frecvenţei semnalului de intrare vi, valoarea
parametrului AV începe din nou să scadă spre valoarea 0; se spune în acest caz
că amplificatorul funcţionează în domeniul frecvenţelor înalte.
Pe caracteristica de frecvenţă a amplificatorului se definesc 2 frecvenţe caracteristice
ale acestuia: frecvenţa inferioară – definită în domeniul frecvenţelor joase, respectiv frecvenţa superioară – definită în domeniul frecvenţelor înalte. Aceste frecvenţe sunt
frecvenţele tensiunii de intrare vi la care parametrul AV scade de aproximativ 0,7 din
valoarea avută în domeniul frecvenţelor medii (valoarea maximă). Diferenţa dintre cele 2
frecvenţe caracteristice se numeşte banda de frecvenţă a amplificatorului:
Banda de frecvenţă = frecvenţa superioară – frecvenţa inferioară (3.2)
18
Pentru determinarea benzii de frecvenţă se utilizează montajul din figura 3.3. Tabelul 3.1
frecvenţa tensiunii vi 500Hz 1KHz 5KHz 10KHz 20KHz 30KHz 50KHz 75KHz
Vo
AV (măsurat)
AV_ideal
Frecvenţa superioară
Banda de frecvenţă
Vimax
Pentru determinarea practică a benzii de frecvenţă se parcurg următoarele etape:
Ø se realizează pe placa de probă montajul din figura 3.3 (RF=R1=1K);
Ø la intrarea circuitului din fig.3.3, se introduce de la generatorul de semnal o
tensiune sinusoidală vi de amplitudine Vi=1V. Pentru frecvenţa semnalului se va considera prima valoare din Tabelul 3.1;
Ø pe forma de undă observată pe osciloscop se măsoară amplitudinea tensiunii de
ieşire vo şi se calculează amplificarea în tensiune a circuitului cu relaţia i
o V V
V A = .
Se notează rezultatele obţinute (amplitudine Vo şi amplificare AV) în Tabelul 3.1;
Ø se repetă paşii anteriori şi pentru celelalte valori ale frecvenţei semnalului vi, specificate în Tabelul 3.1;
Ø se calculează modulul amplificării în tensiune în domeniul frecvenţelor medii cu
formula (3.3) şi se completează rezultatul în Tabelul 3.1. Se compară rezultatul
cu valoarea amplificării în tensiune în domeniul frecvenţelor medii, obţinute prin
măsurători.
R R A F
ideal V = _ (3.3)
Ø se micşorează de la generatorul de semnal frecvenţa semnalului de intrare vi la
valoarea 1KHz;
19
Ø se ia din Tabelul 3.1 valoarea parametrului AV pentru frecvenţa de 1KHz;
Ø se calculează valoarea pe care o are valoarea vârf la vârf a tensiunii de ieşire vo
la frecvenţa superioară: i V fs f virf virf o V A V ⋅ ⋅ ⋅ = = 7 0 2 , _ _ (3.4)
unde AV are valoarea de 1KHz iar Vi este amplitudinea semnalului sinusoidal,
furnizat de către generatorul de semnal;
Ø se vizualizează cu osciloscopul, prin intermediul sondei de măsură, aplicate în
circuit conform indicaţiei din figura 3.3, tensiunea la ieşire vo; Ø se creşte de la generatorul de semnal frecvenţa semnalului vi până când se
constată că valoarea vârf_vârf a tensiunii vo este egală cu valoarea calculată cu formula (3.4). Se citeşte de pe ecranul generatorului de semnal valoarea
frecvenţei. Aceasta este valoarea frecvenţei superioare a circuitului şi se
completează în Tabelul 3.1;
Ø se calculează cu ajutorul formulei (3.2) banda de frecvenţă a circuitului de
amplificare; frecvenţa inferioară se consideră 0 Hz; valoarea calculată se trece în Tabelul 3.1;
Ø se micşorează de la generatorul de semnal frecvenţa semnalului de intrare vi la
valoarea 1KHz;
Ø se vizualizează cu osciloscopul, prin intermediul sondei de măsură, aplicate în
circuit conform indicaţiei din figura 3.3, tensiunea la ieşire vo;
Ø se creşte de la generatorul de semnal amplitudinea tensiunii de intrare vi până când se observă că forma de undă a tensiunii de ieşire vo, vizualizată pe
osciloscop, se distorsionează (începe să nu mai fie sinusoidală); când se
constată acest lucru, se opreşte creşterea amplitudinii tensiunii de intrare de la
generator;
Ø se vizualizează cu osciloscopul , prin intermediul sondei de măsură, aplicate de
această dată între intrarea circuitului (firul cald) şi masa acestuia (masa sondei),
tensiunea de intrare vi. Se determină amplitudinea acestei tensiuni. Valoarea
măsurată reprezintă amplitudinea maximă a tensiunii de intrare vi (notată Vimax)
până la care circuitul de amplificare poate amplifica fără să introducă distorsiuni
în forma de undă a tensiunii de ieşire vo. Rezultatul obţinut se va nota în Tabelul 3.1.
20
B I B L I O G R A F I E
1. Thomas L. Floyd
“Dispozitive electronice”
Editura Teora, Bucureşti 2003
2. Adrian Biţoiu, Gheorghe Băluţă , Edmond Nicolau
“Practica electronistului amator”
Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 1984
3. Theodor Dănilă, Monica Ionescu Vlad
“Componente şi circuite electronice”
Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 1984
top related