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