proiectarea circuitelor electronice

7/27/2019 Proiectarea circuitelor electronice

1/73

MINISTERUL EDUCAIEI CERCETRII I TINERETULUI

Proiectul Phare TVET RO 2005/017-553.04.01.02.04.01.03

AUXILIAR CURRICULAR

Profilul:TehnicNivelul:3

Calificarea:Tehnician ElectronistModulul:Proiectarea circuitelor electronice

Clasa:a XIII-a Rut Progresiv

Acest material a fost elaborat prin finanare Phare n proiectul de Dezvoltare

instituional a sistemului de nvmnt profesional i tehnic

Noiembrie 2008

Profil: TehnicNivel: 3Calificare: Tehnician electronistModul: Proiectarea circuitelor electronice

1

MEdCTCNDIPT / UIP


2/73

AUTORI:

ANDONIE SILVIU - profesor grad didactic I, Grup colar de Pot iTelecomunicaii, Timioara

PITIC AURELIA -profesor

grad didactic I, Grup colar de Pot i

Telecomunicaii, Timioara

COORDONATOR:

CAZACU REMUS - profesor grad didactic I, Colegiul Tehnic deTelecomunicaii Nicolae Vasilescu Carpen, Bacu

CONSULTAN CNDIPT:

POPESCU ANGELA, EXPERT CURRICULUM

ASISTEN TEHNIC:

WYG INTERNATIONALIVAN MYKYTYN, EXPERT


2


3/73

CUPRINS

1. INTRODUCERE. ...4

2. COMPETENE SPECIFICE5

3. OBIECTIVE. ..7

4. INFORMAII PENTRU PROFESORI8

5. FI DE REZUMAT10

6. GLOSAR DE TERMENI.14

7. INFORMAII PENTRU ELEVI15

8. ACTIVITI DE NVARE16

Activitatea 116 Proiectarea unui amplificator operaional inversor

Activitatea 227 Realizarea practic a circuitului proiectat cu

amplificator operaional inversor Activitatea 340 Simularea funcionrii unui amplificator operaional

inversor Activitatea 452

Proiect9. SOLUIONAREA ACTIVITILOR DE NVARE.55

10. ANEXE..63

Anexa 163 Amplificator operaional. Parametrii Anexa 271 Date de catalog amplificator operaional A741 Anexa 373 Semnale electrice11. BIBLIOGRAFIE..75


3


4/73

INTRODUCERE

Materialul auxiliar este conceput pentru susinerea activitilorspecifice modulului IX PROIECTAREA CIRCUITELOR ELECTRONICEdin curriculumul aferent clasei a XIII-a rut progresiv, calificarea TehnicianElectronist, cruia i sunt alocate n total 76 de ore respectiv 31 ore de teoriei 45 ore de laborator tehnologic.

Cadrele didactice au posibilitatea de a decide asupra numrului deore alocat fiecrei teme n funcie de dificultatea acesteia, de nivelul decunotine anterioare ale grupului instruit, de ritmul de asimilare acunotinelor i formare a deprinderilor n grupul instruit.

Strategiile de predare vor fi adaptate la stilurile de nvare aleelevilor, sarcinile de lucru vor fi gradate de la simplu la complex, vor fidestinate unor nivele diferite de abordare n funcie de abilitile elevilor, vorfi prezentate n mai multe moduri.

Activitile de nvare vor avea un caracter activ, interactiv, centratpe elev, cu pondere pe activitile de nvare prin descoperire nu pe cele depredare i pe activitile practice, mai puin pe cele teoretice. Se va acordaatenie activitilor pentru dobndirea abilitilor sociale de comunicare.

Cadrul didactic trebuie sa aib n vedere diferenierea sarcinilor i atimpului alocat prin fixarea de sarcini deschise deoarece elevi mai buni leinterpreteaz ntr-un mod mai solicitant i fixarea unor sarcini diferite pentrugrupuri sau indivizi diferii n funcie de abiliti.

De asemenea este necesar diferenierea cunotinelor elevilor prinabordarea tuturor tipurilor de nvare i prin formarea unor grupe de elevicu aptitudini diferite care se pot ajuta reciproc; diferenierea rspunsului prinutilizarea autoevalurii i solicitarea elevilor de a-i stabili obiective.

Evaluarea formativ, continu va permite elevului i profesorului scunoasc nivelul de achiziie a competenelor, s identifice lacunele icauzele lor i sa efectueze remedierile care se impun.

Este indicat ca instrumentele de evaluare s fie multiple i variate: fiede lucru, fie cu itemi, proiecte, portofoliu, fie de evaluare a progresului,fie rezumat ale activitii.


4


5/73

COMPETENE SPECIFICE

Modulul IX: PROIECTAREA CIRCUITELOR ELECTRONICE vadezvolta competenele alocate conform Anexei nr.2 la OMEdCnr.3172/30.01.2006. Unitile de competene relevante pentru modul sunt

28. Proiectarea circuitelor electronice

5. Comunicare

Competenele specifice sunt urmtoarele:

28.1. Alege varianta optim pentru circuitul de proiectat.

n acest sens elevul va identifica datele iniiale pentru circuit,respectiv datele de intrare i de ieire impuse. n funcie de natura acestordate urmeaz s se stabileasc varianta optim pentru parametri i tipul decircuit din cele studiate n cadrul modulelor afectate specializrii tehnicianelectronist.

Elevul va apela la experiena acumulat n anii precedeni de studiupentru a identifica circuitul care corespunde cerinelor iniiale impuse deaplicaie.

28.2. Calculeaz valorile componentelor pentru circuitul de proiectat.

Asimilarea acestei competene presupune abilitatea de a identificaecuaiile specifice circuitului ales n etapa de lucru precedent respectivscrierea unor relaii ntre mrimile electrice din circuit, cu respectareateoremelor i legilor nvate.

Ulterior, utiliznd aceste relaii elevul va stabili valorile numerice alecomponentelor electronice din circuit folosind i datele iniiale precizate naplicaie.


5


6/73

28.3. Utilizeaz tehnica de calcul n analiza prin simulare a funcionriicircuitelor electronice proiectate.

Avnd instalate programe specializate de simularea circuitelorelectronice, cu bnci de componente vaste, elevul va fi capabil s le utilizeze

pentru a edita pe calculator circuitul electronic selectat i calculat n etapelede lucru anterioare, s conecteze instrumentele de msur virtuale i sgenereze forme de unde pentru schema simulat.

Scopul acestei etape de lucru este validarea circuitului ales i calculat,dar i posibilitatea optimizrii acestuia prin ajustarea valorilor numerice alecomponentelor pn la obinerea formei i valorilor dorite pentru datele deieire ale circuitului.

28.4. Realizeaz circuitul proiectat.

Utiliznd componente electronice reale cu valori stabilite n urmaetapelor de calcul i optimizare a circuitului prin simulare, elevul va realiza

practic circuitul ales.

5.1. Susine prezentri pe teme profesionale.

Este de urmrit succesiunea logic i forma prezentrii, realizareaelectronic fiind util i n prezentarea documentului prin folosirea unorprograme specializate.

5.3. Elaboreaz documente pe teme profesionale.

Elevul va fi capabil s ntocmeasc documente specifice activitilorde proiectare a unui circuit electronic, care s conin instruciuni deutilizare a circuitului, rapoarte despre parametrii funcionali i performaneleacestuia.


6


7/73

OBIECTIVE

n urma parcurgerii modulului elevul va fi capabil:O1. s identifice datele iniiale ale unui circuit electronic

O2. s stabileasc varianta optim pentru schema electric acircuitului i parametrii acestuiaO3. s utilizeze surse de informare pentru alegerea formei finale a

schemei electrice a circuitului de proiectatO4. s utilizeze relaii specifice pentru calculul de dimensionare a

elementelor de circuitO5. s utilizeze corect cataloagele de componente electroniceO6. s utilizeze programe specializate pe calculator pentru editarea

circuitelor electronice- s selecteze sau creeze componente electronice virtuale

pe calculator- s plaseze componente electronice n cmpul de lucru

virtual- s atribuie valori componentelor electronice virtuale- s realizeze conexiunile ntre componentele schemei

electronice virtualeO7. s analizeze prin simulare pe calculator funcionarea circuitului

- s plaseze instrumente de msur i control virtuale peschema de msurare simulat

- s realizeze conexiuni la instrumentele de msur virtuale- s stabileasc domenii de msur pentru instrumentele demsur virtuale

- s genereze forme de und ale semnalelor schemeivirtuale

- s interpreteze rezultatele virtuale obinuteO8. s optimizeze performanele circuitului prin ajustarea valorilor

componentelor virtualeO9. s aleag componentele electronice fizice necesare pentru

realizarea practic a circuitului proiectat

O10. s realizeze conexiunile ntre componentele electronice fizicepentru realizarea practic a circuitului proiectat

O11. s ntocmeasc un document care descrie proiectarea unuicircuit electronic / verificarea prin simulare a acestuia

O12. s susin prezentarea documentului care descrie proiectarea iverificarea unui circuit electronic


7


8/73

INFORMAII PENTRU PROFESORI

a.Relaia dintre competenele modulului, obiective i activitile de nvare

b. Sugestii metodologice

Pregtirea activitiilor poate fi fcut prin studierea anexelor acestuimaterial sau a bibliografiei aferente n mod individual sau n grup, la clas,sub ndrumarea profesorului de ctre elevi; la finalizarea acestui studiu eleviivor complecta un test de evaluare iniial.


Competene ObiectiveActiviti de

nvareTeme

28.1

O1 Activitatea 1Proiectarea unui amplificatoroperaional inversor

O2 Activitatea 1 Idem


28.2O4 Activitatea 1 Idem


28.3

O6 Activitatea 3Simularea funcionrii unui ampli-ficator operaional inversor



28.4 O9 Activitatea 2

Realizarea practic a circuitului

proiectat cu amplificator operaionalinversor


5.1 O11 Activitatea 4 Proiect

5.3 O12 Activitatea 4Idem

8


9/73

Activitatea 1 descrie etapele necesare proiectrii unui circuitelectronic, elevii ar putea rezolva individual sarciniile de lucru iar lafinalizarea fiecrui etape de lucru s i autoevalueze rezultatele obinute.Acestea pot fi discutate n clas i profesorul mpreun cu elevii vor alegevarianta corect, dar i varianta optim n cazul n care se ofer mai multesoluii corecte. Activitatea este mprit pe mai multe fie de lucru astfel

poate fi difereniat n funcie de nivelul de pregtire a grupului de elevi dela nceputul leciei sau dintr-un moment ales de profesor mpreun cu elevii.Rezolvarea mai multor sarcini de lucru din fie de lucru diferite presupuneatingerea acelorai obiective menionate n pagina introductiv a activitii,dar coninuturile au un grad de dificultate din ce n ce mai ridicat. Lafinalizarea sarcinilor de lucru profesorul poate ncuraja elevii s prezinterezultatele obinute i s sintetizeze informaiile culese.

Activitatea 2 descrie realizarea practic a circuitului fizic pe baza

scheme electrice proiectate n activitatea 1. Aceasta presupune existenaunor resurse materiale specifice unui laborator de electronic la care eleviiau acces. Sunt indicate scheme electrice diverse, de grad de dificultatediferite astfel c profesorul poate s diferenieze activitatea n funcie destructura i nivelul de pregtire al colectivului de elevi. Elevii ar putea fiorganizai pe grupe de lucru, n cadrul fiecrei grupe fiecrui elev s i fiedistribuite cteva sarcini de lucru din cele prevzute n fia de lucru.

Activitatea 3 presupune accesul elevilor la calculator i accesul la unprogram specializat pentru simularea circuitelor electronice, care dispune de

o banc de componente electronice i de instrumente electrice virtuale. nfiele de lucru ataate sunt indicate diverse scheme electrice, de grade dedificultate diferite, n scopul diferenierii activitii n funcie de structuracolectivului de elevi, acestea pot fi rezolvate de elevi individual sau de grupede elevi.

Activitatea 4 const n realizarea i susinerea unui proiect pe o temindicat de profesor, sunt sugerate cteva astfel de teme precum i cerinelede soluionat pe parcursul realizrii proiectului.

Evaluarea se va face pe parcursul sau la finalizarea sarcinilorprevzute n fiecare fi de lucru conform fiei de evaluare ataate. Aceasta

permite att autoevaluarea propriei activiti de ctre elevi ct i evaluareaprofesorului pe baza creia se va stabili un plan de msuri individual pentruactivitatea ulterioar a elevului.


9


10/73

FIE DE REZUMAT

1. FI DE PROGRES COLAR

Fiele de progres colar ofer cadrelor didactice i elevilor mijloace denregistrare a progresului. nregistrrile exacte reprezint un aspectimportant al administrrii procesului de nvare i poate ajuta la informareai motivarea elevilor.

In acest fel, elevii sunt ncurajai s-i evalueze propriul proces denvare i au posibilitatea s comenteze cu privire la arii care le-au plcutsau nu la o tem i aceste comentarii pot oferi cadrelor didactice informaiiutile pentru optimizarea activitilor.

Elevii sunt de asemenea ncurajai s-i asume rspunderea pentru

procesul de nvare prin nregistrarea tuturor progreselor.Fia de rezumat a modulului poate fi conceput de cadrul didacticpentru fiecare modul n parte, un model fiind afiat mai jos, acesta coninedate despre modulul studiat, numele fiecrui elev, competenele nsuiteconform curriculumului i descrierea activitilor de nvare care au dreptscop dobndirea unei competene.

Pentru fiecare elev se pot realiza mai multe asemenea fie pe durataderulrii modulului, acestea permind evaluare precis a evoluie elevului,furniznd n acelai timp informaii relevante pentru analiz.

Sugestii pentru completarea fiei de progres

Competene care se dezvolt:Aceast fi are rolul de a evalua n mod individual evoluia fiecrui elevlegat de diferite competene. De aceea este indicat s se determine prinevaluare iniial i formativ pe parcurs competenele tehnice generale icompetenele pentru abiliti cheie care trebuie dezvoltate de ctre fiecareelev n parte.n aceast rubric se vor nscrie una sau mai multe din competenele

specifice relevante pentru modul i care urmeaz a fi dezvoltate n activitateade nvare curent.Activitate de nvareSe nregistreaz tipurile de activiti realizate de elevi i comentarii relevante

pentru planificarea ulterioar a activitilor sau pentru feedback. De exempluse nscrie denumirea unei activiti de nvare efectuat de elev.


10


11/73

Data ndepliniriiData la care obiectivul nvrii a fost ndeplinit n urma parcurgeriiactivitii de nvare corespondente.EvaluareSe consemneaz nivelul la care obiectivul nvrii a fost ndeplinit. Potexista situaii n care activitatea de nvare trebuie refcut de ctre elev.VerificatProfesorul semneaz n dreptul datelor consemnate

Titlul modulului: Proiectarea circuitelor electroniceNumele elevului:

Data nceperii:Data

finalizrii:

CompeteneActivitate de

nvareData

ndepliniriiVerificat

28.1 Alege varianta optimpentru circuitul de proiectat

Activitatea 1

28.2 Calculeaz valorilecomponentelor pentrucircuitul proiectat

Activitatea 1

28.3 Utilizeaz tehnica decalcul n analiza prinsimulare a funcionriicircuitelor electronice

proiectate

Activitatea 3

28.4 Realizeaz circuitulproiectat

Activitatea 2

5.1 Susine prezentri peteme profesionale

Activitatea 4

5.3 Elaboreaz documentepe teme profesionale

Activitatea 4


11


12/73


13/73

FIA DE REZUMAT A ACTIVITII

Modul:Clasa:

Numele elevului:Numele profesorului:Data nceperii modulului:Data finalizrii modulului:

Competende dezvoltat

Activitate de nvareObiectivelenvrii

Realizat

Comentariile elevului

Comentariile profesorului


13


14/73


15/73

CablajTotalitatea legturilor electrice ntr-un circuitelectronic fizic

Cablaj imprimat

Cablaj prefabricat n care conexiunile dintre pieselecomponente ale circuitului fizic sunt realizate sub

form de benzi conductoare nguste pe un suportizolant

Band de frecvenDomeniul de frecven n interiorul cruia circuitulelectric funcioneaz la parametrii optimi

AmplificatorCircuit electric care realizeaz mrirea valoriinumerice a semnalului

Circuit integrat

Un dispozitiv electronic compus din interconec-tarea mai multor componente electrice pasive iactive pe o plcu de material semiconductor iintrodus ntr-o capsul etan fa de factorii de

mediu i dotat cu elemente de conexiune numiteterminale

Amplificatoroperaional

Circuit integrat analogic cu funcie de amplificare asemnalelor de curent continuu i curent alternativ de

joas frecven

Circuit integrat analogicCircuit integrat care prelucreaz semnale cu variaiecontinu n timp


15


16/73

INFORMAII PENTRU ELEVI

Scopurile i obiectivele fiecrui activiti de nvare vor fi menionatepe pagina introductiv a acesteia alturi de o descriere clar a relaiei dintre

competenele modulului relevante pentru activitatea respectiv, obiective isarcini de lucru, ntrebri sau probleme menionate n fiele de lucru ataate.Inainte de rezolvarea sarcinilor de lucru aferente unei activiti este

util ca, la recomandarea profesorului, elevii s studieze materialebibliografice, anexe materialului cu coninuturi n legtur cu tema care va fianalizat la respectiva activitate. Profesorul i elevul vor stabili cnd i subce form se va desfura acest studiu: individual sau n grup, la clas, cusprijinul profesorului. La finalizarea acestui studiu elevii pot susine un testde evaluare iniial.

Activitile sunt organizate fiecare pe mai multe fie de lucru, cunivele de dificultate diferite, astfel nu este obligatoriu ca toi elevii srezolve simultan aceleai sarcini de lucru; profesorul i elevi vor stabilimodul de difereniere a activitii n funcie de structura colectivului i denivelul de pregtire al elevilor.

La finalizarea sarcinilor de lucru menionate ntr-o fi de lucru, eleviivor nota rspunsurile date la ntrebri sau vor consemna ndeplinireasarcinilor de lucru n fia de evaluare ataat, fiind astfel posibil oautoevaluarea a activitii de ctre elevi. Profesorul va verifica rezultatulmuncii elevilor i va confirma corectitudinea rspunsurilor date n aceeai

fi de evaluare. Profesorul mpreun cu elevul vor stabili un plan de msuriprivind sarcinile de lucru individuale de realizat n viitor de ctre elevi.Acestea pot fi: consultarea materialului teoretic pe tema analizat nactivitatea respectiv, rezolvarea unor sarcini de lucru de o mai marecomplexitate, din alt fi de lucru.

Fiecare elev va dispune de o fi de lucru individualizat, de o fi deevaluare a activitii i de o fi rezumat a activitii unde va avea prilejul snoteze propriile comentarii privind desfurarea activitii.


16


17/73

Activitatea 1.

Proiectarea unui amplificator operaional inversor

Competene de realizat: 28.1 Alege varianta optim pentru circuitul deproiectat

28.2 Calculeaz valorile componentelor pentrucircuitul proiectat

Introducere. La sfritul acestei activiti vei obine cel puin o schemelectric a circuitului care ndeplinete cerine i date iniial precizate.

Obiective. Elevii vor reui:O1.1 s interpreteze corect cerinele i datele iniiale aleproiectrii

O1.2 s identifice schema electric a circuitului de proiectatcare corespunde datelor iniiale

O1.3 s identifice expresiile matematice necesare pentrucalculul mrimilor electrice n circuitul de proiectat

O1.4 s stabileasc valorile numerice ale componentelorelectronice din structura circuitului, care corespundcerinelor iniiale

Competene de realizat Obiectivele nvriintrebri din fiele de

lucru

28.1O1.1 I 1, I 2O1.2 I 3, I 4, I 9

28.2 O1.3 I 5, I 6, I 10, I 11O1.4 I 7, I 8, I 12, I 13, I 14


17


18/73

Sugestii metodologice. - Activitatea ar putea s se desfoare ntr-un numrde 3 ore de curs din cele alocate n curriculum pentru acest modul.

- Este indicat s se studieze n prealabil coninutulAnexei 1 i bibliografia corespunztoare pentru recapitularea cunotinelorn ce privete amplificatorul operaional ntruct noiunile au fost prezentaten cadrul curriculumului corespunztor altui modul.

- Elevii vor ncerca s rspund la ntrebri i dupfiecare etap de rezolvare a problemei se va efectua o evaluare dup cumeste indicat n fia de lucru.

- Dup fiecare activitate de evaluare sunt indicatesarcini de lucru pentru fixarea cunotinelor, dar este rmne la latitudinea

profesorului s solicite sau nu tuturor elevilor s le rezolve. n acest felprofesorul va diferenia activitatea n funcie de structura i nivelul decunotine a grupului de elevi.

- Profesorul poate decide dac organizeaz grupede lucru sau dac elevii lucreaz individual; dac elevii cu nivel ridicat decunotine pot trece ntr-un anumit moment de timp la rezolvarea cerinelordin fiele de lucru suplimentare 1.2 sau 1.3.

- Profesorul poate n acest fel s traeze sarciniindividuale de lucru i apoi s solicite o prezentare a modului n care au fostrezolvate sarcinile.

- Toate aspectele particulare ale modului n careelevii i-au ndeplinit sarcinile de lucru vor fi menionate n fia rezumat a

activitii.


18


19/73

Fia de lucru 1.1Nume elev:Data:

Precizarea cerinelor i a datelor iniialeSa se proiecteze un amplificator inversor care s realizeze

amplificarea semnalelor n regim de curent continuu i de curent alternativde frecven joas, maxim 100 KHz.

Valoarea algebric a amplificrii de tensiune s fie 10==in

ies

uU

UA , n care

Uin este tensiunea de intrare, iar Uie tensiunea de ieire.

A. Interpretarea cerinelor i datelor iniiale

I 1. Notai cu A afirmaiile care considerai c sunt adevrate i cu Fpe celecare considerai c sunt false.a.) Semnalul alternativ sinusoidal furnizat la reea are frecvena de 50 Hz i

este n domeniul frecvenelor nalte.b.) Semnalul de ieire este n antifaz sau are semn opus fa de semnalul de

intrare n cazul amplificatorului inversor.c.) Frecvena de 107 Hz (10 MHz) este n domeniul frecvenelor joase.d.) Semnalul de curent continuu are frecvena zero.

I 2. Calculai valoarea Uie dac 10==in

iesu

U

UA i Uin=1V

a). Uie = 10 Vb). Uie = -10 Vc). Uie = 0,1 Vd). Uie = - 0,1 V

Notai rspunsurile date la ntrebri n urmtorul tabel:

ntrebare RspunsVerificat

(corect/incorect)

I 1

a)b)c)d)

I 2


19


20/73

Verificai cu sprijinul profesorului corectitudinea rspunsurilor.Transcriei din glosar definiia urmtorilor termeni:

- curent continuu- curent alternativ

B.

Alegerea schemei electrice a circuitului de proiectat conformcerinelor iniialeI.3 Care din urmtoarele circuite realizeaz amplificarea semnalelor att ncurent continuu ct i n curent alternativ:

a). Amplificatorul de semnal micb). Amplificatorul operaionalc). Amplificatorul de band largd). Amplificatorul de semnal mare

I .4 Alegei, din variantele de mai jos, schema electric a circuitului carendeplinete cerinele iniiale

a). b).

c). d).


20


21/73

I .5 Identificai expresia de calcul a amplificrii de tensiune corespunztoareamplificatorului inversor:

a). 12

1 R

R

AU +=

b).e

c

U

R

RA =

c).1

2

R

RA

U=

d). 1=UA

Completai urmtorul tabel cu rspunsurile date la ntrebri:

ntrebare Rspuns Verificat(corect/incorect)

I. 3I. 4I. 5

Verificai cu sprijinul profesorului corectitudinea rspunsurilor.De la Anexa 1 copiai schema electric a circuitului amplificator operaional

inversor i ncercai s soluionai urmtoarele aspecte:- identificai simbolul amplificatorului operaional n schem- remarcai la care din intrrile notate cu + i - este conectat

tensiunea de intrare Uin- remarcai la care din intrrile notate cu + i - sunt conectate

rezistenele de reacie R1 i R2- scriei expresia matematica a amplificrii de tensiune n funcie de

R1 i R2

- interpretai semnificaia semnului - din relaia1

2

R

RA

U=

C. Dimensionarea elementelor de circuitProfil: Tehnic

Nivel: 3Calificare: Tehnician electronistModul: Proiectarea circuitelor electronice

21


22/73

Pentru a stabili valorile numerice ale elementelor de circuit R1 i R2 alcircuitului ales rspundei la urmtoarele ntrebri:

I .6Identificai relaia dintre valorile rezistenelor R1 i R2 care corespunde

cerinelor iniiale.

a). R2 = -10 R1b). R2 = 10 R1c). R1 = 10 R2d). R1 = - 10 R2

I .7 Alegei o valoare corespunztoare pentru R1, lund n considerarevalorile reale ale rezistenelor n schemele practice i faptul c este indicat ca

R1 s aibe o valoare mai mare.

a). R1 = 0,5 b). R1 = 10 c). R1 = 100 d). R1 = 10 K

I .8 n funcie de valoarea aleas pentru rezistena R1 calculai valoarearezistenei R2 care ndeplinete cerinele iniiale.

R2 =



(corect/incorect)I. 6I. 7I. 8 R 2=..

Verificai cu sprijinul profesorului corectitudinea rspunsurilor.Desenai schema electric proiectat i notai pe schem valorilecomponentelor de circuit R1 i R2.


22


23/73


n aceast etap de lucru urmeaz s identificai rezistorii care vor fiutilizai n realizarea practic a circuitului cu schema electric proiectat naceast activitate. n acest scop consultai cataloagele de componentemenionate n bibliografie, Anexa 2 care conine date de catalog alecomponentelor, stocul de rezistori pe care l avei la dispoziie n laboratorulde electronic.

I.9 Identificai un rezistor cu o valoare a rezistenei nominale ct maiapropiat de valoarea R1 aleas la ntrebarea I7. Notai valoarea acesteirezistene nominale.

R1n=.EXEMPLU: Dac ai ales o valoare R1=500 este posibil s

identificai un rezistor cu valoarea rezistenei nominale R1n=560 ; dac aiales o valoare R1=10K este posibil s identificai un rezistor cu valoarearezistenei nominale R1n=14,7K.I.10 n funcie de valoarea identificat a rezistenei nominale R1n calculaivaloarea rezistenei R2n care s respecte relaia de calcul R2n=10R1n

R2n=.Rezistorul cu rezistena nominal R2n poate fi nlocuit cu o rezisten

semireglabil cu valoarea nominal R2S ceea ce nseamn c valoarea eipoate fi reglat n intervalul (0R2S) .EXEMPLU: O rezisten semireglabil cu valoarea nominal de

150K poate s fie reglat la orice valoare n intervalul (0150)K .I.11 Alegei o rezisten semireglabil din variantele urmtoare:

a) R2S=100Kb) R2S=250Kc) R2S=4,7Kd) R2S=500K

ntrebare Rspuns Verificat(corect/incorect)

I. 9I. 10I. 11


23


24/73

Fia de lucru 1.3

Nume elev:Data:

Precizarea cerinelor i a datelor iniialeS se proiecteze un circuit sumator inversor cu un amplificator operaional lacare relaia de calcul ce leag mrimile de intrare i ieire este

Uies = -10 (Uin1+Uin2)

I.12 Alegei schema electric a circuitului proiectat care corespundecerinelor iniiale.

a). b).

c). d).


24


25/73

I.13 Care este relaia corect de calcul a amplificrii de tensiune pentrucircuitul proiectat:

a). 21

21

1

2 1ininies

UR

RU

R

RU

++=

b). 211

2ininies

UUR

RU +

=

c). ( )211

2ininies

UUR

RU +=

d). ( )211

21ininies

UUR

RU +

+=

I.14 Apreciai care este raportul corect ntre rezistenele R1 i R2 dincircuitul ales i care corespunde cerinelor iniiale.

a). R2 = - 10 R1b). R2 = 10 R1c). R1 = 10 R2d). R1 = - 10 R2

I.15 Alegei o valoare potrivit pentru rezistena R1 din urmtoarele variante:a) R1= 0,5

b) R1= 10 c) R1= 5 Kd) R1= 100 M

I.16 Calculai valoarea rezistenei R2 n funcie de valoarea aleas pentrurezistena R1:

R2= .



(corect/incorect)I. 12I. 13

I. 14I. 15I .16 R 2=

Verificai cu sprijinul profesorului corectitudinea rspunsurilor.


25


26/73

Fia de lucru 1.4

Nume elev:

Data:

Precizarea cerinelor i a datelor iniialeS se proiecteze un circuit sumator inversor cu un amplificator operaional lacare relaia de calcul ce leag mrimile de intrare i ieire este:

Uies = -5Uin1 10 Uin2

Schema electrica a circuitului este:

I.17 Se cunoate relaia matematic ntre tensiunile de intrare i cea de ieire

2

12

21

11

2ininies

UR

RU

R

RU =

i se d valoarea rezistenei R2 =100 K. S se calculeze valorilerezistenelor R11 i R12 care respect cerinele iniiale.

Rspuns:

R11 = ..R12 = ..

Activitatea 2.Profil: Tehnic


26


27/73

Realizarea practic a circuitului proiectatAmplificator operaional inversor

Competene de realizat: 28.4 Realizeaz circuitul proiectat

Introducere. n aceast activitate vei implementa circuitul proiectat, cuschema electric i valorile componentelor alese.

Obiective. Elevii vor reui:O2.1 s identifice componentele electronice i elementele de

circuit necesare pentru realizarea practic a circuituluidin schema electric proiectat

O2.2 s realizeze conexiuni ntre componentele electronice,aparatele i instrumentele electrice conform schemeiproiectate

O2.3 s msoare parametrii circuitului proiectat

O2.4 s interpreteze rezultatele msurrilor efectuate


lucru

28.4

O2.1 I1, I3O2.2 I2, I4O2.3 I5, I6, I8, I9, I11, I13O2.4 I7, I10, I12, I14


27


28/73

Sugestii metodologice. - Se recomand ca activitatea s se desfoare peparcursul a trei ore de laborator tehnologic.

- Circuitul care urmeaz a fi realizat practic a fostproiectat n prealabil n activitatea 1.

- Fiecare elev va dispune de componenteelectronice, scule, instrumente i aparate electrice specifice (plac test,cordoane de legtur, pistol de lipit, instrumente de msur, componenteelectronice, surse de alimentare) i va putea consulta un catalog decomponente electronice sau Anexa 2 pentru identificarea corect aterminalelor capsulei A741.

- Evaluarea va avea loc la finalizarea fiecreietape de lucru prevzute ntr-o fi de lucru. In funcie de rezultate se vorstabili sarcinile ulterioare ale elevilor respectiv s refac unele puncte sau streac la rezolvarea sarcinilor din alt fi de lucru.

- Profesorul poate trasa sarcini individuale delucru din coninutul fielor de lucru 2.1, 2.2, 2.3 n funcie de structura inivelul de pregtire al grupului de elevi realizndu-se astfel o difereniere aactivitii.

- Toate aspectele particulare ale modului n carefiecare elev i-a ndeplinit sarcinile de lucru vor fi notate n fia rezumat aactivitii.


28


29/73

Fi de lucru 2.1

Nume elev:Dat:

I.1 Identificai componentele electronice necesare realizrii practice acircuitului cu schema electric din figura 2.1

Fig 2.1

A741

n acest sens realizai corelaiile corecte ntre coloanele de mai jos:

a) A741 este 1) rezistor semireglabil

b) R1 este 2) diod semiconductoare

c) R2 este 3) rezistor

4) amplificator operaional

I.2 Realizai practic conexiunile i traseele de interconectare ntre

componentele electronice fizice n conformitate cu cablajul circuituluireprezentat n figura 2.2.


29


30/73

Fig 2.2

I.3 Identificai aparatele electrice indicate n schema de msurare din fig 2.3

n acest sens realizai corelaiile corecte ntre coloanele de mai jos:

a) instrumentul marcat cu V este 1) osciloscop catodicb) aparatul care furnizeaz tensiunea 2) voltmetru

EC estec) aparatul care furnizeaz tensiunea 3) surs dubl de

Uin este tensiune

4) surs de tensiunereglabil


30


31/73

Fig 2.3

I.4 Realizai conexiunile ntre aparatele de msur, sursele de alimentare icircuitul realizat practic conform cablajului reprezentat n figura 2.4

Fig.2.4

Not: Valorile rezistenelor R1, R2 din schema electric sunt orientative; nactivitatea 1 a fost proiectat acest circuit i au fost alese valori nominale


31


32/73

pentru aceste rezistene respectiv R1n i R2n, sau o rezisten semireglabilR2S care pot fi utilizate n implementarea acestui circuit.

Fi de evaluare 2.1Evaluarea ntrebrilor care presupun realizarea practic a unui circuit

se va face prin observarea de ctre profesor a activitii elevului i prinevaluarea circuitului fizic realizat de acesta.


(corect/incorect)

I1

a

b

c

I2

Plasarea corect a componentelor pe placDA/NU

Realizarea conexiunilor ntre componenteDA/NU

Conectarea bornelor de intrare i de ieireDA/NU

I3a

bc

I4Conectarea sursei duble EC DA/NUConectarea sursei Uin DA/NUConectarea voltmetrelor DA/NU

Fi de lucru 2.2Nume elev:Profil: Tehnic


32


33/73

Dat:

Pentru circuitul realizat n conformitate cu figura 2.4 din fia de lucru2.1 efectuai urmtoarele operaii:

I.5 a) reglai tensiunea de alimentare simetric EC=15V.b) reglai rezistorul semireglabil R2 pentru a avea valoarea de 100K.

Raportul rezistenelor nominale din circuitul fizic trebuie s fie

101

2 =R

R. n funcie de valoarea rezistenei nominale a rezistorului

R1 din circuitul fizic reglai semireglabilul R2 pentru a respectaaceast condiie.

c) reglai sursa de tensiune continu reglabil cu ajutorul rezisteneivariabile P astfel nct s furnizeze la intrarea circuitului tensiune

de valoare Uin=0,5Vd) selectai domeniul de msurare tensiune continu pentru voltmetrul

conectat la intrarea circuituluie) msurai tensiunea de intrare cu voltmetrul i notai valoarea exact

a acesteia Uinms=

I.6 a) selectai domeniul de msurare tensiune continuu pentru voltmetrulconectat la ieirea circuitului.

b) msurai tensiunea de ieire cu voltmetrul i notai valoarea exact

a acesteia Uiems=c) cu ajutorul voltmetrelor conectate la intrarea i la ieirea circuituluicomparai polaritatea (semnul) tensiunilor de intrare i de ieire.

I.7 Folosind informaiile obinute n urma msurrilor efectuate rspundei laurmtoarele ntrebri:

a) tensiunile de intrare Uin i de ieire Uie ale circuitului au aceeaipolaritate ?Marcai rspunsul corect DA

NUb) calculai raportul tensiunilor msurate

....................=inmas

iesmas

UU

c) calculai raportul rezistenelor utilizate n circuitul fizic realizat

......................1

2=

R

R


33


34/73

d) comparai valorile numerice ale rapoartelor calculate la punctele b)i c). Sunt acestea de valori apropiate ? DA

NU

I.8a) reglai rezistena variabil P conectat la sursa de la intrarea circui-

tului astfel nct tensiunea de intrare s aib succesiv valorileindicate n tabelul de la punctul c). Voltmetrul conectat la intrare vavalida aceste valori.

b) pentru fiecare valoare a tensiunii de intrare U in menionat n tabelmsurai cu voltmetrul conectat la ieirea circuitului valoareacorespondent a tensiunii de ieire Uie.

c) calculai pentru fiecare valoare raportulin

ies

U

U

UA =

Uin(V) 0,5 1 1,2 1,5 1,8 2 2,5Uie(V)

in

ies

U

U

UA =

I.9 Mrii valoarea tensiunii de alimentare simetrice a amplificatoruluioperaional A741la valoarea EC=20V. Refacei msurrile n aceast

situaie i completai urmtorul tabel:

Uin(V) 0,5 1 1,2 1,5 1,8 2 2,5

Uie(V)

in

ies

U

U

UA =

I.10 Analizai rezultatele msurrilor efectuate la I8 i I9.Apreciai ca adevrate (A) sau false (F) urmtoarele afirmaii:

a) valoarea raportuluiin

ies

U

U

UA = este aproximativ constant i de

aceeai valoare n tabelele de la I8 i I9Profil: Tehnic


34


35/73

b) la msurrile efectuate la I8 se observ c tensiunea de ieire Uienu poate depi valoarea de 15V egal cu EC, iar la punctul I9 Uiese limiteaz la 20V.

c) tensiunea de ieire este limitat la valoarea maxim EC

Fia de evaluare 2.2


(corect/incorect)

I5

a)reglat EC DA/NUb)reglat R2 DA/NUc)reglat Uin DA/NUd)selectat domeniul V DA/NUe)msurat Uinms DA/NU

I6a) selectat domeniul V DA/NU

b) msurat Uie DA/NUc) comparat polaritate DA/NU

I7

a) DA/NUb) calculat raport DA/NUc) calculat raport DA/NUd) DA/NU

I8a) reglat Uin DA/NU

b) msurat Uie DA/NUc) calculat AU DA/NU

I9 Completat tabel DA/NU

I10a) A/F ?

b) A/F ?c) A/F ?

Fia de lucru 2.3

Nume elev:Dat:


35


36/73

I.11 a) realizai circuitul reprezentat n figura 2.5 i cu cablajul din fig 2.6.b) conectai la intrarea circuitului un generator de tensiune alternativ

sinusoidal de valoare reglabil cu ajutorul rezistenei reglabileconectate pe intrarea circuitului; reglai aceast rezisten astfelnct tensiunea de intrare s fie de valoare efectiv Uin=0,5V.Stabilii frecvena semnalului de intrare la valoarea fin=10KHz.

d) selectai domeniul de curent alternativ al voltmetrului conectat laintrarea circuitului

d) msurai tensiunea de intrare cu voltmetrul; aceasta are valoareaefectiv msurat: Uinms=..

e) selectai domeniul de curent alternativ al voltmetrului conectat laieirea circuitului

f) msurai tensiunea de ieire cu voltmetrul; aceasta are valoareaefectiv msurat: Uiems=..

Fig 2.5

Fig 2.6


36


37/73

I.12 Folosind informaiile obinute n urma efecturii msurrilor descrise laI11, rezolvai urmtoarele cerine:

e) calculai raportul tensiunilor msurate

....................=inmas

iesmas

U

U

f) calculai raportul rezistenelor utilizate n circuitul fizic realizat

......................1

2

=R

R

g) comparai valorile numerice ale rapoartelor calculate la punctele a)i b). Sunt acestea de valori apropiate ? DA

NU

I.13 a) vizualizai pe ecranul osciloscopului conectat la ieirea circuituluiforma de und a semnalului de ieire. Desenai semnalul vizualizat

b) msurai frecvena semnalului de ieire cu ajutorul osciloscopului.Notai valoarea obinut. f0=..

c) modificai frecvena semnalului de la intrare folosind afiajulgeneratorului de semnal pentru selectarea valorilor indicate n


37


38/73

tabelul de mai jos; msurai cu ajutorul osciloscopului frecvenacorespondent a semnalului de ieire; trecei valorile obinute nurmtorul tabel:

fin(KHz) 10 50 80 100 120 150f0(KHz)

I.14 Folosind informaiile obinute n urma msurrilor efectuate apreciai caadevrate

(A) sau false (F) urmtoarele afirmaii:

a) acest circuit funcioneaz pentru frecvene cuprinse ntre (0

100)KHz, aceasta fiind banda de frecven a circuitului

b) frecvena semnalului de la ieirea circuitului este practic egal cufrecvena semnalului aplicat la intrare dac se afl n banda defrecven.

Fia de evaluare 2.3


(corect/incorect)I.11 a)conectat generatorul DA/NU

conectat osciloscopul DA/NUb) reglat Uin DA/NU


38


39/73

reglat fin DA/NUc)selectat domeniul V DA/NUd) msurat Uinms DA/NUe) selectat domeniul V DA/NU

f) msurat Uie DA/NU

I.12a) calculat raportul DA/NU

b) calculat raportul DA/NUc) DA/NU

I.13

a) vizualizat,reprezentat DA/NU

b) msurat f0 DA/NU

c) completat tabel DA/NU

I.14

a) A/F ?

b) A/F ?

Activitatea 3.

Simularea funcionrii unui amplificator operaional inversor


39


40/73

Competene de realizat: 28.3 Utilizeaz tehnica de calcul n analiza prinsimulare a funcionrii circuitelor electronice

proiectate.

Introducere. n aceast activitate vei analiza funcionarea unui circuit

amplificator operaional inversor virtual, utiliznd instrumenteelectrice virtuale.

Obiective. Elevii vor reui:O3.1 s editeze circuitul amplificator operaional inversor pe

calculator

O3.2 s msoare / vizualizeze mrimile electrice corespunz-toare circuitului simulat.

O3.3 s interpreteze rezultatele msurrilor virtuale

O3.4 s aleag valorile optime ale componentelor de circuitvirtuale pentru care sunt respectate condiiile defuncionare iniiale


lucru

28.3

O3.1 I1, I9O3.2 I2, I4, I6, I10, I12O3.3 I3, I5, I7, I11, I13, I14O3.4 I8, I15

Sugestii metodologice. - Se recomand ca activitatea s se desfoare peparcursul a trei ore de laborator tehnologic.

- Pentru editarea i analizarea circuitului vor fiutilizate programe specializate pe calculator pentru simularea circuitelorelectronice.

- Elevii pot consulta Anexa 2 pentru familiarizareacu capsula i parametrii componentelor electronice utilizate n circuitProfil: Tehnic


40


41/73

- Evaluarea va avea loc la finalizarea fiecreietape de lucru prevzute ntr-o fi de lucru. In funcie de rezultate se vorstabili sarcinile ulterioare ale elevilor respectiv s refac unele puncte sau streac la rezolvarea sarcinilor din alt fi de lucru.

- Profesorul poate trasa sarcini individuale delucru din coninutul fielor de lucru 3.1, 3.2, n funcie de structura i nivelulde pregtire al grupului de elevi realizndu-se astfel o difereniere aactivitii.

- Toate aspectele particulare ale modului n carefiecare elev i-a ndeplinit sarcinile de lucru vor fi notate n fia rezumat aactivitii.


I.1 Editai circuitul electronic amplificator operaional inversor avndschema electric i schema de msurare reprezentate n figura 3.1


41


42/73

Fig 3.1

R2

P R1

Respectai etapele editrii circuitului:a) selectai componentele electronice necesare: amplificatorul

operaional A741, rezistena de valoare fix R1 i rezistenade valoare variabil R2

b) plasai componentele n cmpul de lucru i realizai

conexiunile ntre acesteac) atribuii valori componentelor R1=10K, R2=100K(valoarea maxim a R2 este 250K)

d) conectai sursa de alimentare a amplificatorului operaionalcu tensiune de alimentare simetric reglat la valoareaEC=15V

e) conectai generatorul de tensiune alternativ sinusoidal laintrarea circuitului prin intermediul rezistenei semireglabileP

f) conectai un voltmetru pe intrarea circuitului i un voltmetru

pe ieirea circuitului; selectai domeniul de curent alternatival acestora.

g) conectai osciloscopul la ieirea circuitului.

I.2 Analizai funcionarea circuitului virtual editat:


42


43/73

a) reglai semireglabilul P astfel nct la intrarea circuitului s fieaplicat tensiune de valoare efectiv Uin=0,5V=500mV. Frecvenasemnalului de intrare este reglat la fin=10KHz.

b) msurai tensiunea obinut la ieirea circuitului. Notai valoareaefectiv a tensiunii de ieire, indicat de voltmetru, cu semn.Uie=

c) calculai valoareain

ies

U

U

UA =

d) modificai valoarea efectiv a tensiunii de intrare conformindicaiilor din tabel i msurai valoarea corespunztoare atensiunii de ieire calculnd i raportul acestora. Completaiurmtorul tabel:

Uin(V) 0,8 1,2 1,5 1,8 2 2,5

Uie(V)

in

ies

U

U

UA =

e) calculai valoarea raportului1

2

R

Rpentru circuitul editat.

I.3 Analizai rezultatele msurrilor efectuate la I.2 i apreciai cu adevrat(A) sau fals (F) urmtoarele afirmaii:

a) tensiunile de intrare i de ieire ale circuitului au acelai semn

(polaritate).b) raportul

in

ies

U

U

UA = rmne aproximativ constant, indiferent care este

valoarea tensiunii de intrare.

c) ca valoare absolut1

2

R

R

U

U

in

ies = .

d) tensiunea de ieire nu poate depi valoarea tensiunii de alimentarea amplificatorului operaional anume 15V.

I.4 Realizai urmtoarele operaii pe circuitul editat:

a) selectai frecvena semnalului alternativ aplicat la intrareacircuitului fin=10KHzb) vizualizai semnalul de la ieirea circuitului cu ajutorul

osciloscopuluic) msurai frecvena semnalului de la ieirea circuitului cu ajutorul

osciloscopului. fo=


43


44/73

d) modificai valoarea frecvenei semnalului de intrare conformindicaiilor din tabel i msurai valoarea corespunztoare afrecvenei semnalului de ieire. Completai urmtorul tabel:

e)

fin(KHz) 20 50 80 100 120 150 180fo(KHz)


a) banda de frecven a acestui circuit este cuprins ntre (0120)KHz

b) frecvena semnalului de la ieirea circuitului este egal cu frecvenasemnalului de la intrarea circuitului n interiorul benzii de frecvenI.6 Efectuai urmtoarele operaii i msurri asupra circuitului editat

a) stabilii valoarea tensiunii de intrare Uin=0,5V i frecvenasemnalului de intrare fin=10Khz; valoarea rezistenei R1=10K

b) modificai valoarea rezistenei R2 conform indicaiilor din tabel imsurai valoarea tensiunii de ieire pentru fiecare situaie;

calculai rapoartele1

2

R

Ri

in

ies

U

U

UA = . Completai urmtorul tabel:

R2(K) 30 50 100 120 150 200 230 250Uie(V)

1

2

R

RAU =

in

ies

U

U

UA =

I.7 Analizai rezultatele msurrilor efectuate la I.6 i apreciai dac este

corect relaia de calcul1

2

R

R

U

UA

in

iesU == . Rspuns DA NU

I.8 a) pentru circuitul editat cu condiiile iniiale EC=15V, Uin=0,5V,

R1=10K alegei frecvena semnalului alternativ aplicat la intrare ivaloarea rezistenei R2 astfel nct tensiunea de ieire s nu depeasc14V i s se afle n interiorul benzii de frecven.

b) simulai funcionarea circuitului pentru valorile alese ale elementelori parametrilor i verificai ndeplinirea condiiei privind tensiunea deieire.


44


45/73

Fi de evaluare 3.1


(corect/incorect)

I.1

a) selectat componentele DA / NU

b) plasat componentele i trasat conexiuni DA / NUc) atribuit valori R1, R2 DA / NUd) conectat EC=15V DA / NUe) conectat G cu reglabil P DA / NUf) conectat voltmetre DA / NUg) conectat osciloscop DA / NU


45


46/73

I.2

a) reglat Uin i fin DA / NUb) msurat Uie DA / NU

c) calculatin

ies

U

U

UA = DA / NU

d) completat tabel DA / NUe) calculat

1

2

R

RDA / NU

I.3

a) A / F ?b) A / F ?c) A / F ?d) A / F ?

I.4

a) selectat fin DA / NUb) vizualizat Uie DA / NU

c) msurat f0 DA / NUd) completat tabelul DA / NU

I.5a) A / F ?

b) A / F ?

I.6a) selectat valoare Uin DA / NU

b) completat tabel DA / NUI.7 DA / NU

I.8a) ales valori componente i parametrii DA / NU

b) simularea funcionrii DA / NU


I.9 Editai circuitul amplificator operaional sumator inversor cu schema

electric reprezentat n figura 3.2Fig 3.2


46


47/73

Editai schema de msurare reprezentat n figura 3.3.

Fig 3.3

Respectai etapele editrii circuitului:a) selectai componentele: rezistenele de valoare fix R11, R12,

rezistena de valoare variabil R2, amplificatorul operaionalA741

b) plasai componentele n cmpul de lucru i realizai conexiunile

ntre acesteac) atribuii valori componentelor R11=R12=10K i R2=100K

(valoarea maxim 250K)d) conectai sursa de alimentare a amplificatorului operaional cu

tensiune de alimentare simetric reglat la valoarea EC=15V


47


48/73

e) conectai la intrare o surs de tensiune continu mpreun cu cte orezisten semireglabil P1 i P2 pe fiecare din intrri

f) conectai un voltmetru la intrarea circuitului i un voltmetru laieirea circuitului, selectai domeniul de curent continuu alacestora.

I.10 Analizai funcionarea circuitului editat:a) reglai cu ajutorul rezistenelor variabile P1 i P2 valoarea

tensiunilor aplicate la intrrile circuitului Uin1=0,5V i Uin2=0,2V.b) msurai i notai valoarea algebric (cu semn) a tensiunii de ieire

Uie=.

c) calculai valoarea21 inin

ies

UUU

UA

+=

d) calculai valoarea11

2

R

RA

U=

e) modificai valoarea tensiunilor de intrare conform indicailor dintabel i msurai valoarea tensiunii de ieire pentru fiecare situaie;calculai valoarea AU cu formula indicat. Completai urmtorultabel:

Uin1(V) 0,5 0 0,5 1 1,5 2Uin2(V) 0 0,2 0,2 0,5 1 1Uie(V)

21 inin

ies

U

UU

UA

+

=


a) suma tensiunilor de intrare i tensiunea de ieire au semne opuse(inversate)

b) raportul21 inin

ies

U

UU

UA

+= rmne practic constant

c) se poate aprecia c 21 ininies

U

UU

U

A += este egal cu 112

R

R

AU =

d) valoarea tensiunii de ieire nu poate depi valoarea tensiunii dealimentare a amplificatorului operaional anume 15V.

I.12 Efectuai urmtoarele operaii i msurri pe circuitul editat:a) stabilii valorile Uin1=0,5V, Uin2=0,2V i R2=100K


48


49/73

b) modificai valorile rezistenelor R11 i R12 conform indicailor dintabel, msurai tensiunea de ieire a circuitului pentru fiecaresituaie i completai urmtorul tabel:

R11(K) 5 10 20 25 50R12(K) 10 20 30 20 25Uie0(V)

I.13 Calculai valoarea tensiunii de ieire a circuitului cu urmtoarea relaie

de calcul: 212

21

11

2ininies

UR

RU

R

RU =

Pentru valorile Uin1=0,5V, Uin2=0,2V i R2=100K calculai tensiuneade ieire a circuitului cu formula indicat pentru fiecare valoare a

rezistenelor R11 i R12 indicat n tabel i trecei n tabel valorile obinutepentru tensiunea de ieire Uie.

R11(K) 5 10 20 25 50R12(K) 10 20 30 20 25Uie(V)

I.14 Comparai valoarea tensiunii de ieire msurat Uie0 la I.12 cu valoareatensiunii de ieire calculat Uie la I.13. Mrimile obinute sunt de valoriapropiate ? DA / NU ?

I.15 a) alegei valorile potrivite pentru rezistenele R11 i R12 astfel nct sfie ndeplinit relaia de calcul ntre tensiunile de intrare i ieire alecircuitului.

Uie= 5Uin1 4Uin2Se cunoate valoarea R2=100K i poate fi utilizat formula de calculde la I.13.

b) simulai funcionarea circuitului cu R11 i R12 calculate la punctul a) ipentru Uin1=0,5V, Uin2=0,2V i R2=100K. Msurai tensiunea deieire i comparai cu valoarea calculat la punctul a).


49


50/73

Fi de evaluare 3.2


(corect/incorect)

I.9

a) selectat componentele DA / NUb) plasat componentele i trasat conexiuni DA / NUc) atribuit valori R1, R2 DA / NUd) conectat EC=15V DA / NU

e) conectat U cu reglabile P1 i P2 DA / NUf) conectat voltmetre DA / NU

I.10 a) reglat Uin1 i Uin2 DA / NUb) msurat Uie DA / NU

c) calculat21 inin

ies

UUU

UA

+= DA / NU


50


51/73

d) calculat11

2

R

RA

U= DA / NU

e) completat tabel DA / NU

I.11

a) A / F ?

b) A / F ?c) A / F ?d) A / F ?

I.12

a) stabilit Uin1 i Uin2 DA / NUb) modificat R11 i R12 DA / NU

msurat Uie DA / NUcompletat tabel DA / NU

I.13 completat tabel DA / NUI.14 DA / NU

I.15 a) calculat R11 i R12 DA / NU

b) simularea circuitului DA / NU

Activitatea 4.

Proiect

Competene de realizat: 5.1 Susine prezentri pe teme profesionale5.3 Elaboreaz documente pe teme profesionale

Introducere. n aceast activitate vei selecta informaiile necesare pentrundeplinirea sarcinilor i vei ntocmi un raport despre rezultatele obinute.

Obiective. Elevii vor reui:O4.1 - s justifice alegerea schemei electrice care corespunde. cerinelor iniiale.


51


52/73

O4.2 - s ntocmeasc un raport privind calculul valorilor. componentelor de circuit

O4.3 - s salveze i s ordoneze informaiile obinute prin . . simularea funcionrii circuitului proiectat

O4.4 - s ntocmeasc reprezentarea grafic a cablajului .. circuitului proiectatO4.5 - s ntocmeasc materiale cu o succesiune logic a .

..informaiilor i o form grafic coerent


lucru

5.1O4.1 I.1O4.2 I.2O4.3 I.3O4.4 I.4

5.3 O4.5 I.5

Sugestii metodologice.- temele de proiect pot fi direcionate ctre grupe de elevi sau individual

unor elevi cu nivel ridicat de cunotine

- temele de proiect pot fi oferite difereniat elevilor n funcie de nivelulde pregtire a elevilor i de gradul de complexitate al coninutuluiproiectului; n cadrul fiecrei teme pot fi mprite sarcinile de lucru nmod difereniat elevilor.

Teme de proiect

Tema 1. S se proiecteze un amplificator neinversor care realizeazamplificarea semnalelor de curent continuu i de curent alternativ de joasfrecven, in banda de frecven 0-100 KHz i cu valoarea amplificrii de

tensiune Au=20.Tema 2. S se proiecteze un amplificator operaional sumator inversor cu

patru intrri la care relaia de calcul intre tensiunea de ieire i tensiunile deintrare este

Uie = - 7Uin1 - 5Uin2 - 3Uin3 - 8Uin4


52


53/73

Tema 3. S se proiecteze un amplificator operaional sumator neinversorcu trei intrri la care relaia de calcul intre tensiunea de ieire i tensiunile deintrare este

U ie = 5(Uin1+ Uin2 + U in 3)

Tema 4. S se proiecteze un amplificator operaional diferenial la carerelaia de calcul intre tensiunea de ieire i tensiunile de intrare este

Uie = 15 Uin1 8 Uin2

CerineI.1 Justificai alegerea schemei electrice a circuitului care corespundecondiiilor iniiale impuseI.2 ntocmii un referat privind calculul valorilor elementelor circuitului alesI.3 Salvai i organizai intr-un material datele i informaiile obinute prinsimularea funcionrii pe calculator a circuitului alesI.4 Intocmii reprezentarea grafic a cablajului circuitului fizic carecorespunde schemei electrice proiectateI.5 Intocmii un material care s sintetizeze concluziile obinute n vedereasusinerii proiectului.Surse de informare

- Anexele materialului- Bibliografia aferent- Literatur tehnic de specialitate, internet, surse mass-media

SOLUIONAREA ACTIVITILOR DE NVARE

Activitatea 1: Proiectarea unui amplificator operational inversor

I.1 a).A b).A c).F d).AI.2 bI.3 bI.4 cI.5 cI.6 bI.7 d

Observaie. La fel de bun ar fi una din soluiile R1=5Kohm sau20Kohm; o valoare mai mare ar ridica probleme n ceea ce privete gsireaunui rezistor cu valoarea rezistenei R2 de zece ori mai mare dect R1.


53


54/73

I.8 R2 = 100KohmI.9 Soluia depinde de lotul de rezistoare existent n laboratorI.10 Se va identifica un rezistor cu valoarea R2n = 10*R1nI.11 Ar putea rezulta valoarea R2n=15,2Kohm sau R2n=27,1Kohm caexemplu; este greu de gsit un rezistor cu exact aceast valoare a rezistenei.De acea este practic s se utilizeze un rezistor cu rezistena variabil care sfie reglat la valoarea prestabilit R2n.

Pentru alegerea rezistorului semireglabil trebuie s se tie c valoareanscris pe corpul acestuia este valoarea maxim pe care o poate avearezistena. Prin reglarea cursorului valoarea rezistenei variaz ntre zero iRmax. Valoarea calculat R2n trebuie s se afle n interiorul acestui domeniu.

I.12 cI.13 c

I.14 bI.15 R1= 5Kohm

Observaie. R1 =100Mohm este prea mare pentru a se putea gsi unrezistor cu aceasta valoare a rezistenei nominale.

I.16 R2 = 50Kohm

Activitatea 2: Realizarea practic a circuitului proiectat cu amplificatoroperaional inversor

I.1 a 4; b 3; c - 1I.2 Soluia const n realizarea practic a circuitului fizic pe baza schemeielectrice indicate.I.3 a - 2; b - 3; c - 4I.4 Soluia const n realizarea practic a schemei de msurare cu aparatele

de msur disponibile n laborator.I.5 a ). Tensiunea de alimentare simetric este furnizat de o sursa dublde tensiune cu masa comun conectat ca n figura de mai jos


54


55/73

tensiunea Ec va fi reglat la valoarea 15V la ambele surse care vor fimsurate cu voltmetrul nainte de a fi conectate la circuit.

b).

Rezistorul semireglabil poate fi circular sau liniar i are trei terminale:cursorul i doua capete; n acest circuit cursorul se va lega la unul din capetei apoi cu ajutorul cursorului se regleaz rezistena nominal la valoarea

prestabilit R2n.

Msurarea valorii se va face cu un ohmetru conectat la capetelesemireglabilului.

c). Sursa de tensiune de la intrarea circuitului este stabilizat ifurnizeaz tensiune constant. Modificnd poteniometric rezistena P, se varegla valoarea tensiunii prescrise de 0,5V.


55


56/73

d). Pentru msurarea corect a acestei valori se execut n ordineurmtoarele operaii:

- se alege domeniul de msurare n interiorul intervalului alocattensiunii alternative; acest domeniu indic valoarea maxim a tensiunii ce

poate fi msurat. Cnd se msoar tensiunea maxim acul voltmetrului seafl la captul scalei. Din acest motiv alegerea domeniului de msuraretrebuie s duc la poziionarea acului indicator n mijlocul cadranului i nula capete

- se numar diviziunile indicate de acul indicator pe scala demsurare.

- se calculeaz valoarea msurat astfel:

Umas= ( )masuratediviziunidenumarscaleicapatul

masurarededomeniul...

.

..

unde domeniul de msurare este cel ales cu ajutorul selectorului, captulscalei este inscripionat cu valoarea maxim a domeniului ales i numrulde diviziuni msurate este artat de acul indicator.


56


57/73

e) In exemplul de mai sus domeniul de msurare este 10V, captulscalei este 20 iar numrul de diviziuni indicate de acul indicator este 15.

Umas= divdiv

V.15

.20

.10

=7,5 V

Acest exemplu de msurare corespunde unui voltmetru analogic.Voltmetrele digitale indic direct valoarea msurat dac domeniul de

msurare a fost corect ales( alternativ sau continuu respectiv plaja de valori).

I.6 a). Operaia de msurare se efectueaz similar celei descrise la P5punctul d).

b). Operaia de msurare se efectueaz similar celei descrise la P5punctul e).

c). Voltmetrele digitale indic semnul tensiunii msurate i astfel veiputea observa c Uin i U ies au semne diferite. Voltmetrele analogice indicpolaritatea opus a Uin i Uies prin modul n care sunt conectate la circuit,conform figurii de mai jos.

Dac voltmetrul analogic este conectat greit ( cu polaritile inversate ) aculindicator tinde s se deplaseze n sens invers, de la stnga spre dreapta.

I.7 a). Nub). Uies/Uin = -10; semnul minus indic faptul c Uies i Uin au

polaritate ( semn) opus.

c). R2/R1=10d). Da ( valori absolute semnific faptul c nu se ine cont de semn)

I.8 a). Se utilizeaz rezistena reglabil P conectat pe ieirea sursei de laintrarea circuitului pentru a stabili valoarea indicat pentru tensiunea deintrare.


57


58/73

b). Se utilizeaz voltmetru pentru msurarea tensiunii de ieire conformindicaiilor de la I.5 d) i e).

c). Se utilizeaz valorile msurate de voltmetrele conectate la intrarea ila ieirea circuitului.

I.9 Se respect indicaiile de la I.5 a).I.10 a) A ; b). A ; c). A

I.11 a). Generatorul de semnal este conectat la intrarea circuitului n serie cuo rezisten reglabila P care este folosit penntru a stabili valoarea tensiuniide intrare la nivelul prescris.

b). Generatorul de semnal dispune de un comutator pentru stabilireaformei de und de la care vei selecta forma de und sinusoidal; deasemenea dispune de un comutator pentru a selecta frecvena de lucru

menionat; reglai valoarea rezistenei reglabile P pn cnd voltmetrulconectat la intrare pe domeniul de tensiune alternativ indic valoarea de0,5V.

c). Procesul de msurare este identic cu cel descris la I.5, punctul e) ncondiiile n care domeniul selectat este pe voli alternativ.

d). Voltmetrul msoar pe domeniul de tensiune alternativ valoareaefectiv a tensiunii alternative.

e). La ieirea circuitului tensiunea este de asemenea alternativ i deaceea voltmetrul conectat la ieire va funciona pe domeniul de tensiune

alternativ.f).Voltmetrul conectat la ieire va msura valoarea efectiv a tensiuniialternative de ieire.I.12 a). Se utilizeaz valorile msurate ale tensiunilor de intrare i de ieire.

b). Se utilizeaz valorile reale ale rezistenelor R1 i R2 din circitul fizic.

c). DaI.13 a). Forma de und sinusoidal este cea vizualizat pe ecranulosciloscopului, reprezentat n figura urmtoare.


58


59/73

b). Frecvena semnalului de ieire este egal cu frecvena semnalului deintrare astfel c frecvena msurat cu osciloscopul a semnalului de la ieiretrebuie s fie egal cu valoarea frecvenei stabilite de la generatorul desemnal pentru semnalul de intrare.

c). Se vor msura frecvenele semnalului n fiecare situaie respectndetapele descrise n exemplul urmtor.

Ecranul osciloscopului este mprit pe vertical n diviziuni i fiecarediviziune are cinci subdiviziuni. Selectorul V/div indic ci volti corespundunei diviziuni (de exemplu n acest caz 4V corespund unei diviziuni).

Numrai cte diviziuni acoper semnalul pe vertical (n acest caz,valoarea varf la varf a semnalului corespunde la cinci diviziuni intregi sinc o jumatate de diviziune, deci 5,5 diviziuni ). Amplitudinea semnaluluieste o jumatate din valoarea vrf la vrf ( n acest caz 2,75 diviziuni ). Secalculeaz valoarea vrf la vrf a semnalului:

Uvv = (5,5 diviziuni)*(4 V/div) = 22 V

Amplitudinea semnalului este jumtate din valoarea vrf la vrf:

Umax=Uvv/2=22 V/2=11 V

In mod frecvent se calculeaz mai nti valoarea vrf la vrf i apoiamplitudinea semnalului pentru c rareori semnalul este poziionat simetricn jurul axei orizontale.

Ecranul este mprit pe orizontal n diviziuni i fiecare diviziune arecinci subdiviziuni. Selectorul T /div indic cte uniti de timp corespundunei diviziuni ( de ex. n acest caz o milisecund corespunde unei diviziuni:

1ms). Se numr cte diviziuni corespund unei perioade To a semnalului ( nacest caz unei perioade corespund patru diviziuni ntregi i trei subdiviziunideci 4,3 diviziuni ). Perioada se calculeaz astfel:

T0 = (10,3 diviziuni)*(1 msec /div)=10,3 msec


59


60/73

Frecvena semnalului se calculeaz ca fiind inversul perioadei:

f0=1/T0=1/10,3 msec = 232,5 Hz

I.14 a). A; b). A

Activitatea 3: Simularea funcionrii unui amplificator operaional

inversor.

Pentru editarea circuitului se vor folosi programe specializate pecalculator care dispun de bnci de componente electronice i instrumenteelectrice virtuale.Valorile elementelor de circuit pot fi stabilite i modificaten cadrul programului; valorile mrimilor electrice i ale parametrilorsemnalelor (tensiuni electrice, frecven) pot fi de asemenea setate.Procesele de msurare se desfoar identic celor reale. Pentru aparatele demsur virtuale trebuie selectat domeniul de lucru (curent continuu sau

curent alternativ) i vor afia direct valoarea mrimii msurate.


60


61/73

Anexa 1

Amplificator operaional. ParametriiAmplificatoarele operaionale sunt amplificatoare de curent continuu cu

reacie negativ interioar i prevzute cu o bucl de reacie negativextern, care iniial puteau exercita diferite operaii, adunarea, scderea,nmulirea i mprirea cu o constant (n curent continuu) i cu extindere(n curent alternativ) precum i operaii mai complexe: derivare, integrare,obinere de funcii logaritmice. n prezent domeniul lor de utilizare este multmai extins. Prevzute n bucla de reacie cu reele mai complexe,amplificatoarele operaionale actuale pot realiza cele mai diverse funcii cu

performane ridicate i perfect controlabile. Amplificatoarele operaionalepot prezenta, n general, dou intrri i dou ieiri putnd lucra astfel:

o intrare i o ieire dou intrri i dou ieiri dou intrri i o ieire


61


62/73

Figura 1Schem amplificatoroperaional elementar

a)

b)

Amplificatoarele operaionale au un punct de mas (nul) fa de carese stabilesc att tensiunea de alimentare ( V ) ct i tensiunile de intrare (

+

11;VV ) i de ieire ( 0V ).

Tensiunea de ieire a unui amplificator operaional este dat sub forma ceamai general astfel:

DICMCD VVAVAV ++= 00

0A - este amplificarea diferenial n bucla deschis;MC

A - amplificarea pe mod comun n bucla deschis;DI

V - tensiunea de decalaj (care apare la ieire cnd intrrilesunt nule);

DV - tensiunea diferenial de intrare

+= 11 VVVD

CV - media aritmetic a tensiunilor de intrare

2

11+ +=

VVVC

Parametrii1.Factorul de amplificare(ctigul) diferenial n bucla deschis

0A reprezint raportul dintre variaia tensiunii de ieire ( 0V )

i tensiunea diferenial de intrare (figura 1.b)Profil: Tehnic


62


63/73

DV

V

VV

VA

0

11

0

0 =

=+

2.Factorul de amplificare pe mod comun n bucla deschis

MCA

reprezint raportul ntre variaia tensiunii de ieire i mediaaritmetic a tensiunilor de intrare

2

11

0

+

+

=

VV

VA

MC

Acest parametru rezult din faptul c, chiar n cazul n care celedou tensiuni de intrare, + 11 siVV , sunt egale ns diferite de zero se

produce tensiunea 0V la ieirea amplificatorului operaional. n cazulideal, al amplificatorului operaional perfect 0=MCA

3.Tensiunea de decalaj (offset) de la intrareEI

U este valoarea tensiunii continue aplicat la una din intrrilecircuitului pentru care ieirea este nul, 00 =V

4.Curentul de polarizare de intrare - Bi

Bi este valoarea medie a curenilor de intrare

2

+

+=

BB

B

iii

5.Factorul de rejecie pe mod comun CMR

Este raportul dintre factorul de amplificare diferenial 0A ifactorul de amplificare pe mod comun MCA .

MCA

ACMR

0=

Conform celor artate mai sus, ntruct la un amplificator perfect0=MCA , rezult n acest caz =CMR

6.Banda de trecere n bucla deschisEste domeniul (gama) de frecvene n care amplificarea scade la

valoarea de 20A

fa de valoarea maxim: UA


63


64/73

Amplificator operaional proporional

1.Amplificator operaional inversor

Schema de principiu (de curent alternativ) este reprezentat n figuraII.1. Semnalul se aplic pe borna notat (-) iar borna notat (+) este legat lamas.Aplicnd teorema I a lui Kirchhoff n jurul nodului de intrare se obinerelaia:

iRIII =+1

unde 1I este curentul dat de tensiunea aplicat la intrarea (-) RI curentul de reacie, ce apare prin bucla deschis format derezistena 2R

iI este curentul prin intrarea amplificatorului operaional.

Figura 2.Amplificator proporional inversor

Deoarece 0, 11 == IZ deci RII =1 dar


64


65/73

1

1

1

11

R

V

R

VVI

A =

= deoarece

0==BA

VV

2

0

R

VIR= . Se obine astfel

2

0

1

1

R

V

R

V= i deci

1

2

1

0)(

R

R

V

VA ==

Se observ ca semnul (-) indicnd c tensiunea de ieire este nopoziie de faz cu cea de intrare.

Unele proprieti ale amplificatoarelor operaionale se pot deduce dinaceast relaie. Astfel

nmulirea cu o constant. Punnd condiia

12kRR =

, k>1 se obine10

kVV =

mprirea cu o constant. Dac

k

RR

12 = , k>1 atunci

k

VV 10 =

deci tensiunea de ieire este o fraciune a tensiunilor de intrare.

Circuit repetor. Pentru21 RR = avem 10 VV =

Se observ c prin montarea n cascad a unui numr deamplificatoare operaionale, se pot obine tensiuni n faz ce cea de intrare.

Circuit sumator. n cazul cnd la intrarea inversoare se aplic maimulte tensiuni, prin intermediul unor rezistene, la ieire se obine un semnaln antifaz, proporional cu suma lor. n schema din figura II.2 se pot scrierelaiile urmtoare aplicnd prima teorem a lui Kirchhoff n jurul nodului A

iRnIIIIII =+++++ )...( 321

dark

k

kR

R

UI

R

VI

I

==

=

;

;0

0

1

=

=n

k k

k

R

V

R

V

1

0


65


66/73

Figura 3 Amplificator operaional inversor sumator

Presupunnd, pentru simplificare

RRRRRn===== ...321 rezult

=

=n

k

kVV

1

0

2.Amplificator proporional neinversor

n acest caz semnalul se aplic pe borna cu (+). Schemaamplificatorului este reprezentat n figura II.3. n acest caz, pentru a deducevaloarea amplificrii se observ c tensiunea ntre borna A i mas se obinetensiunea de ieire astfel

1

01

0R

RR

VVA

+=

Dar, deoarece =A , atunci 0=+ BA VV deci 1VVV BA ==

( 1V reprezint tensiune de intrare). In acest caz 121

01 R

RR

VV

+= .

Notnd2

1

1

21

1

01

R

R

R

RR

V

VA +=

+==

+

se observ c semnalul de ieire este n faz cu cel de intrare.Proprietile acestui amplificator se pot deduce ca i n cazul celui

inversor din formula amplificrii. Se observ c el nu poate diviza deoarece1>+A , dect n cazul n care una dintre rezistene se nlocuiete cu undispozitiv electronic ce prezint o rezisten ohmic.

Figura 4.Amplificator proporional neinversor


66


67/73

Cu elemente fizice obinuite el poate realiza urmtoarele:

nmulirea cu o constant. Se pune condiia:

)1(12

121

==+kRR

kRRRAtunci 10 kVV =

Sumator. Pe circuitul din figura II.4 se potstabili urmtoarele relaii:

Figura II.4.Amplificator proporional neinversor sumator

'

'''

0

1R

RR

VV

+

= .

n jurul nodului B aplicnd prima teorem a lui Kirchhoffobinem:

0... 1321 ==++++ IIIII n

n

Bnn

B

R

VVI

RVVI

=

=

:

:

1

1

1


67


68/73

nlocuind, obinem

0...1

1 =

++

n

BnB

R

VV

R

VV

Pentru simplificare presupunem c RRRR n ==== ...21 gsim:

=

=n

k

BknVV

1

Dar ''''

0R

RR

VVVBA

+

== i deci

'

'''

0R

RR

VnV

k

+

= i dac ''''' nRRR =+ :

=

=n

k

kVV

1

0

Se observ c la ieire s-a obinut suma tensiunilor aplicate la intrare cuaceeai faz.

Pentru a funciona n curent alternativ, amplificatorul operaionaltrebuie sa fie prevzut cu condensatoare pe circuitele de semnal sau pe cele

de reacie, n funcie de scopul urmrit. Obinerea unei amplificri liniareimpune alegerea judicioas a valorilor condensatoarelor folosite.

Anexa 2Date de catalog amplificator operational A741


68


69/73

Amplificatorul operaional este un amplificator de curent continuu cuamplificare foarte mare, care permite amplificarea semnalelor dar irealizarea diferitelor operaii matematice. Simbolul amplificatorului

operaional (AO) este prezentat mai jos:unde:OUT = ieire

IN + sau + = intrare neinversoareIN - sau - = intrare inversoareV+ = borna alimentare cu tensiuni pozitiveV- = born alimentare cu tensiuni negative

Aplicnd o tensiune U+ pe intrarea neiversoare i o tensiune U - pe cea

inversoare, tensiunea difereniala de intrare n AO va fi Ud = U+ - U-, iartensiunea pe ieire va avea expresia: Uie = A*(U+ - U-). n aceasta expresiemrimea A se numete amplificare diferenial sau amplificare n bucldeschis.Punnd U+ = U- rezult Uie= 0 dac amplificatorul operaional este ideal

sau Uie 0 dac amplificatorul operaional este real.n cazul amplificatorului operaional real tensiunea care trebuie aplicat peintrarea neinversoare pentru care se realizeaz Uie = 0 (cnd U- = 0) senumete tensiune de decalaj la intrate (offset).

Proprietile amplificatorului operaional ideal sunt: amplificare infinit, independent de frecven impedana de intrare infinit cureni de intrare egale cu zero impedana de ieire egal cu zero tensiune de decalaj egal cu zero tensiunea de ieire urmrete instantaneu variaia tensiunii de intrare

Circuitul integrat A741


69


70/73

Este un amplificator operaional integrat produs de IPRS - Bneasa. El seafl ntr-o capsul de tip TO 116 (plastic 14). Semnificaia i conexiunileterminalelor sunt prezentate mai jos.

1 NC, terminal neconectat2 NC, terminal neconectat3 NUL (mas)4 IN-5 IN+6 V-=-15V7 NC, terminal neconectat8 NC, terminal neconectat9

NUL (mas)10 Ieire11 V+ = +15V12NC,terminal neconectat13NC, terminal neconectat14NC, terminal neconectat

n cazul capsulei "reduse" (tip MP 48, "plastic 8" - numerotareaterminalelor se face n mod similar, ncepnd de la "cheie") sau ncapsulriicirculare (tip TO 99, "metal 8" - numerotarea terminalelor se face ncepnd

de la "cheie n sens contrar rotaiei acelor de ceasornic) terminaleleneconectate lipsesc.

Anexa 3


70


71/73

Semnale electrice

Curentul electric alternativ are proprietatea c sensul de micare al

sarcinilor electrice care produc acest curent alterneaz n timp. Tensiuneaelectric este diferena de potenial ntre dou puncte / borne ale unui circuit;polaritatea tensiunii alternative la bornele circuitului alterneaz

G este generatorul de semnal care furnizeaz tensiunea alternativU este tensiunea alternativ de la bornele circuitului care i schimb

polaritatea la fiecare alternanI este curentul alternativ din circuit care i schimb sensul la fiecare

alternat a tensiunii alternative aplicate la intrarea circuitului

Curentul alternativ folosit n industrie variaz sinusoidal, adic

intensitatea lui variaz dup o funcie sinusoidal, similar tensiuniialternative sinusoidale. Forma de und, adic variaia n timp a tensiuniialternative sinusoidale este reprezentat grafic astfel:

Tensiunea alternativ sinusoidal are urmtorii parametrii:Profil: Tehnic


71


72/73

- amplitudinea (Umax) este valoarea maxim a tensiunii (V)- perioada (T) este intervalul de timp dup care forma de und a

tensiunii se repet identic (sec), [rad]

- frecvena este definit ca fiind inversul perioadei [ ]HzT

f1

= .

Semnalele de joas frecven sunt considerate a fi cele cu frecvenamai mic de 1 MHz, iar semnalele de nalt frecven sunt considerate a ficele cu frecvena mai mare de 1 MHz.

Curentul electric continuu are proprietatea c micarea sarcinilor careproduc acest curent se face ntr-un singur sens. Tensiunea continu respectivdiferena de potenial ntre dou puncte / borne ale circuitului i pstreaz

polaritatea. Se spune c tensiunea continu are frecven zero.

Valoarea numeric a tensiunii continue poate fi constant, situaie ncare tensiunea continu este stabilizat.

Pentru msurarea tensiunii electrice se utilizeaz un instrumentelectric numit voltmetru. Pe domeniul de curent alternativ, voltmetrulmsoar tensiune alternativ i indic valoarea efectiv a acesteia. Relaiamatematic de calcul ntre valoarea efectiv i amplitudinea tensiuniialternative este:

2max = efUU

Pe domeniul de curent continuu, voltmetrul msoar tensiuneacontinu i indic valoarea medie a acesteia; n caz c tensiunea continueste stabilizat, deci de valoare constant, va indica aceast valoare.

Forma de und a tensiunii, respectiv variaia acesteia n timp poate fi

vizualizat cu un osciloscop catodic. Prin vizualizare, poate fi determinatamplitudinea i perioada semnalului.

BibliografieProfil: Tehnic


72


73/73

Theodor Dnil,Monica Ionescu-Vaida

- Componente i circuite electronice, manual pentru

licee industriale, clasa a XI-a,Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1991

Theodor Dnil,Monica Ionescu-Vaida

- Componente i circuite electronice, manual pentrulicee industriale, clasa a XII-a,Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1989

Eugenia Isac- Msurri electrice i electronice, manual pentru

clasele a X-a, a XI-a, a XII-a,Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1991

Rusalin Lucian Pun- Msurri electrice i electronice, manual auxiliar

pentru clasa a XI-a,Editura Politehnica, Timioara, 2005

Nicolae Drgulnescu- Agenda Radioelectronistului, ediia a II-a,

Editura Tehnic, Bucureti, 1989

Mircea Ciugudean- Proiectarea unor circuite electronice,

Editura Facla, Timioara, 1983

Luiza Grigorescu- Proiectarea i simularea circuitelor electronice,

Editura Impuls, Bucureti, 2007

Ana Rusu- Proiectare asistat de calculator,

Editura Dacia, Cluj, 1994

Eugen Petac- Proiectarea asistat de calculator a circuitelor

electronice,Editura Muntenia, Constana, 1999

proiectarea circuitelor electronice

Documents