Wzmacniacz operacyjny (WO) Komparator - badania, charakterystyki, pomiary

III. Badanie wzmacniacza operacyjnego jako układu różnicującego.

Rysunek 2.4 Schemat wzmacniacza różnicowego wykorzystanego w ćwiczeniu.

Na wejścia V_A i V_B podano napięcia stałe, a następnie mierzono napięcia na wyjściu. Zmierzone napięcia wejściowe i wyjściowe oraz wartości teoretyczne dla wzmacniacza sumującego zawarto w tabeli:

Zakładając idealne właściwości WO i oznaczając przez U₁ i U₂ napięcia na wejściu odwracającym i nieodwracającym w stosunku do masy, równanie bilansu prądów wygląda następująco:

Przy bardzo dużym wzmocnieniu napięciowym WO napięcie U₁ = U₂. Przekształcając powyższe równania uzyskuje się wyrażenie na wartość napięcia wyjściowego:

Zakładając, że R₂*R₃=R₁*R₄ otrzymujemy zależność różnicową napięcia wyjściowego od napięć wejściowych:

Wniosek: wartości zmierzone różnią się od wartości teoretycznych w najgorszym wypadku o 0,8V. Porównując to z progiem jedynki logicznej (3,6V) jest jednak sporo mniejsze i nieznacznie większe od wartości zera logicznego (0,2V).

¹ „W standardzie TTL za poziom wysoki przyjmujemy napięcie ok. 3,6V a za niski ok. 0,2V.” źródło: ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

IV. Badanie napięć niezrównoważenia i prądów polaryzacji.

Rysunek 2.5. Schemat układu wykorzystanego w ćwiczeniu.

Napięcie niezrównoważenia wyrażane jest wzorem:

Prąd polaryzacji wynosi:

gdzie: U_IO - Input Offset Voltage;

Korzystając z powyższych wzorów wyznaczono napięcie niezrównoważenia i prąd polaryzacji dwóch typów WO: OP07 i LM741. Uzyskane wyniki umieszczono w tabeli:

Tabela 2.5 Zestawienie pomiarów napięć niezrównoważenia oraz prądów polaryzacji
dla układów OP07 i LM741 z danymi katalogowymi.

Wniosek: wartości zmierzone różnią się od wartości teoretycznych dla OP07 trzykrotnie w przypadku napięcia oraz dwukrotnie w przypadku prądu. Zaś dla LM741 napięcie jest dwu i półkrotnie mniejsze a prąd ponad trzykrotnie większy. Trzeba jednak zaznaczyć, że są to wartości bardzo małe dlatego dokładność pomiaru może być niewielka.