Laboratórium 2 - 1. Mérés ellenőrző kérdései

← Vissza az előző oldalra – Laboratórium 2

← Vissza az előző oldalra – Laboratórium 2 - 1. Mérés: Egyszerű áramkör megépítése és bemérése

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 amplitúdójának 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 $\Delta T$, valamint a jel periódusideje $T$. Ha a két időintervallumot azonos időalappal mérjük, csak az időalap linearitása követelmény. A fázisszög (fokban): $\varphi ={\frac {\Delta T}{T}}\cdot 360^{\circ }$.
• 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: $\varphi =\arcsin {\frac {a}{b}}$.

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 esetén.
• Vagy: Oszcilloszkóp - Léptetett szinusz esetén csúcsérték/effektívérték-mérés, többi esetben beépített FFT funkció.

7. Hogyan méri meg egy erősítő bemeneti ellenállását?

$R_{be}={\frac {U_{be}}{I_{be}}}=Z_{be}$

Soros feszültség illetve áram-visszacsatolás esetén: $Z_{be}^{*}=Z_{be}\cdot (1+H)$

Párhuzamos feszültség illetve áram-visszacsatolás esetén: $Z_{be}^{*}={\frac {Z_{be}}{1+H}}$, 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. A szinusz amplitúdóját pedig 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.