Laboratórium 2 - 1. Mérés ellenőrző kérdései

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

vissza a Labor 2. tárgyhoz

---

1. Mi az ofszet feszültség?

A megvalósított műveleti erősítő belső aszimmetriái és az elemek pontatlansága következtében a bemenetre (differenciális módusban) adott zérus feszültség hatására a kimeneten nem zérus feszültség mérhető (kimeneti ofszet feszültség).

2. Mi a különbség a kimeneti és a bemeneti ofszet feszültség között?

Közvetlenül a kimeneti ofszet feszültség nem adható meg, mivel az erősítés nagyon nagy, és a bemeneti fokozat kismértékű aszimmetriája is azzal a következménnyel jár, hogy zérus bemeneti feszültség esetén a műveleti erősítő kimenete pozitív vagy negatív telítésbe kerül.

Ezért azt a feszültséget adják meg, amit differenciálisan a bemenetre kell adni ahhoz, hogy a kimeneten zérus feszültség jelenjen meg. Más megközelítésben az ofszetes műveleti erősítő modellezhető egy ideális, ofszetmentes műveleti erősítővel, melynek bemenete az ofszetet okozó generátorral van meghajtva. A generátor feszültsége a bemenetre redukált (bemeneti) ofszet feszültség, ez kb. 1/A_M-ed része a kimeneti ofszetnek, ahol A_M a műveleti erősítő erősítési tényezője.

A visszacsatolt műveleti erősítő ofszetje természetesen meghatározható a bemenetek rövidre zárásával, mert annak erősítése már nem kifejezetten nagy.

Elvileg mindegy, hogy az ofszetet modellező generátort az invertáló, vagy a neminvertáló bemenettel sorosan képzeljük el. De mindig a neminvertáló bemenethez érdemes rajzolni az ofszet-generátort, különben nagyon nehéz lesz egy adott kapcsolásnál a kimeneti ofszet meghatározása.

3. Milyen módszerekkel lehet megmérni egy erősítő kivezérelhetőségét?

A bemenetre szinuszos jelet kapcsolva a kimenetet vizsgáljuk. A bemenet amplitúdóját addig növeljük, amíg a kimeneti jel torzítani kezd.

4. Hogyan méri meg egy erősítő erősítési tényezőjét (A0)?

Az erősítés a kimeneti és a bemeneti jel hányadosa, ha a bemeneti jel az erősítőt nem vezérli túl (lineáris tartomány).

5. Milyen fázisszög mérési módszereket ismer?

• Időintervallumok aránya (késleltetés és periódusidő): A két azonos frekvenciájú jelet az oszcilloszkóp két csatornájára visszük, majd megmérjük az azonos fázishelyzetnek megfelelő értékek időbeli távolságát (célszerű a nullátmenetet vizsgálni), ez legyen [math]\Delta T[/math], valamint a jel periódusideje [math]T[/math]. Ha a két időintervallumot azonos időalappal mérjük, csak az időalap linearitása követelmény. A fázisszög (fokban): [math]\varphi=\frac{\Delta T}{T}\cdot360^\circ[/math].
• Lissajous ábrás fázisszög mérés: az oszcilloszkópot X-Y módban működtetjük, így az eltérítést mindkét irányban külső jel végzi. A csatornák földelése után a sugarat az oszcilloszkópon a tengelymetszetekre állítjuk, majd a jeleket az oszcilloszkópra csatoljuk. A fázistolást a valamely irányú tengelymetszetek távolsága és az ugyanabban az irányban a legnagyobb kiterjedés alapján számolhatjuk. Az összefüggés: [math]\varphi=\arcsin\frac{a}{b}[/math].

6. Milyen műszereket használ a Bode-diagram mérésekor?

• függvénygenerátor (a különböző frekvenciájú szinuszjelek előállításához, esetleg sweeped- vagy multisine)
• feszültségmérő (a kimeneti amplitúdók méréséhez - csak léptetett szinusz)
• vagy: oszcilloszkóp (léptetett szinusz esetén csúcsérték/effektívérték-mérés, többi esetben beépített FFT funkció)

7. Hogyan méri meg egy erősítő bemeneti ellenállását?

[math]R_{be}=\frac{U_{be}}{I_{be}}=Z_{be}[/math]
Soros feszültség ill. áram-visszacsatolás esetén: [math]Z^*_{be}=Z_{be}(1+H)[/math]
Párhuzamos feszültség ill. áram-visszacsatolás esetén: [math]Z^*_{be}=\frac{Z_{be}}{1+H}[/math], ahol Z_be a visszacsatolás nélküli bemeneti ellenállás, H a hurokerősítés.

8. Hogyan méri meg egy hiszterézises komparátor váltakozóáramú transzfer karakterisztikáját?

Az oszcilloszkóp X-Y üzemmódjában az X bemenetre a komparátor bemenetét kapcsoljuk, az Y bemenetre pedig a kimenetét. Függvénygenerátorral gerjesztjük a komparátor bemenetét.

9. A bemenő jelnek mekkora amplitúdójú és milyen hullámformájú jelet célszerű választani?

A bemenő jelet érdemes szinusznak választani, hogy egy adott frekvencián vizsgálhassuk az áramkör működését. Amplitúdóját úgy kell megválasztani, hogy a komparátor átbillenjen, de ne vezéreljük túl.

10. Milyen paraméterei vannak egy ideális műveleti erősítőnek?

A → ∞, R_be → ∞, R _ki → 0, i_be → 0, u_be → 0
ofszet feszültsége és bias árama tehát zérus.

11. Mekkora feszültség mérhető egy ideális műveleti erősítő „+” és „-” bemenete között, ha nincs túlvezérelve?

Ideális műveleti erősítő invertáló (-) és neminvertáló (+) bemenete közt nincs potenciálkülönbség.

-- Tibee - 2006.02.19.