Amplificador sumador de entrades

Circuits, circuit. Restador. Resistències. Senyals # Electricidad, circuitos. Generador de señales

  • Enviado por: Ship
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 8 páginas
publicidad

Objectius:

- Comprovació del funcionament de l'amplificador sumador de dues o més

entrades.

- Comprovació del funcionament de l'amplificador restador.

- Comprovació dels resultats obtinguts amb els teòrics.

Material:

- 1 AOP 741 o equivalent.

- Resistències de diferents valors.

Estudi previ:

  • Analitza el circuit de la figura 1 i calcula Vo en funció de V1 i V2 i de les resistències del circuit.

  • Troba l'expressió general per un nombre qualsevol d'entrades.

  • Particularitza l'expressió anterior amb quatre entrades i per R2 = 2R1, R3 = 4R1, R4 = 8R1 i Rf = R1.

  • Realitzar una taula on apareixin totes les combinacions possibles de les entrades en una columna, si cadascuna d'elles pot adoptar dos valors de tensió ( 0v = “0” l'ogic i 5v = “1” lògic), el número decimal corresponent a cadascuna de les entrades en una altra columna i el valor de la tensió de sortida en una tercera columna.

  • Digues en què consisteix el circuit analizat.

  • Analitza el circuit de la figura 2 i calcular Vo en funció de V1 i V2 i de les resistències del circuit. Particularitza l'expressió anterior per R1 = R3 i R2 = R4.

  • 1-

    Suposem:

    I(+) = I(-) = 0

    V(+) = V(-) = 0 ! Massa virtual

    0 - Vo / Rf = V1 - 0 / R1 + V2 - 0 / R2

    - Vo / Rf = V1 / R1 + V2 / 2

    Vo = - Rf ( V1 / R1 + V2 / R2 )

    2-

    Vo = - Rf (V1 / R1 + V2 / R2 + ... + Vn / Rn)

    3-

    Vo = - ( Rf / R1 · V1 + Rf / R2 · V2 + Rf / R3 · V3 + Rf / R4 · V4)

    Vo = - ( R1 / R1 · V1 + R1 / R2 · V2 + R1 / R3 · V3 + R1 / R4 · V4)

    Vo = - ( V1 + ½ · V2 + 1/4 · V2 + 1/8 · V4)

    4-

    V1

    V2

    nº dec.

    Vo

    0

    0

    0

    0v

    0

    1

    1

    - 2.5v

    1

    0

    2

    - 5v

    1

    1

    3

    - 7.5v

  • Amplificador sumador que fa la mitja aritmètica (en valor absolut) de les

    senyals aplicades.

  • Suposem:

    I(+) = I(-) = 0

    V(+) = V(-) = 0

    I1

    I1 = V1 - V / R1

    I1 = V - Vo / R2

    V1 - V / R1 = V - Vo / R2

    R2 ( V1 - V ) = R1 ( V - Vo )

    R2 · V1 - R2 · V = R1 · V - R1 · Vo

    R2 · V1 - R2 · V - R1 · V = - R1 · Vo

    ( R2 · V1 - R2 · V - R1 · V ) / - R1 = Vo

    ( R2 · V1 - V ( R2 + R1 ) ) / - R1 = Vo

    Vo = ( R2 · V1 - V ( R2 + R1 ) ) / - R1

    I2

    I2 = V2 - V / R3

    I2 = V - 0 / R4

    V2 - V / R3 = V - 0 / R4

    R4 ( V2 - V ) = R3 ( V - 0 )

    R4 · V2 - R4 · V = R3 · V - R3 · 0

    R4 · V2 - R4 · V = R3 · V

    R4 · V2 = R4 · V + R3 · V

    R4 · V2 = ( R4 + R3 ) · V

    V = R4 · V2 / R4 + R3

    *

    Vo = ( R2 · V1 - V ( R2 + R1 ) ) / - R1

    V = R4 · V2 / R4 + R3

    R2 · V1 - V · ( R2 + R1 ) = Vo · (- R1)

    R2 · V1 - ( R4 · V2 / R4 + R3 ) · ( R2 + R1 ) = Vo · (- R1)

    ( R2 · V1 - ( R4 · V2 / R4 + R3 ) · ( R2 + R1 ) ) / - R1 = Vo

    ( - R2 · V1 + ( R4 · V2 / R4 + R3 ) · ( R2 + R1 ) ) / R1 = Vo

    R1 = R3; R2 = R4

    ( - R2 · V1 + ( R2 · V2 / R2 + R1) · ( R2 + R1 ) ) / R1 = Vo

    ( - R2 · V1 + (R2 · V2) ) / R1 = Vo

    Vo = ( - R2 · V1 + (R2 · V2) ) / R1

    Procediment:

  • Munta el circuit de la figura 1 per diferents valors de resistències. Mesura el valor de la sortida i comprova que s'aproxima al valor esperat teòricament. Anota els diferents valors de la taula.

  • Munta, ara, el circuit igual a l'anterior amb quatre entrades i amb valors de resistències que compleixin les relacions de l'apartat 3 de l'estudi previ. Completa la taula de l'apartat 4 de l'estudi previ amb una nova columna o apareixerà el valor de tensió de sortida mesurat per cadascun del casos.

  • Munta, ara, el circuit del la figura 2 amb R1 = 47k i R2 = 100k i amb les altres

  • resistències que compleixin l'apartat 6 de l'estudi previ.

  • Ajusta el generador de senyals perquè proporcioni un senyal sinusoïdal de 500mV de pic i freqüència 1Khz, i aplica el senyal a l'entrada V1. Mitjançant un divisor de tensió amb un potenciòmetre aplica un senyal sinusoïdal a V2 a partir, també, del mateix generador de funcions que V1.

  • Connecta el canal 1 de l'oscil.loscopi al punt V2 i el canal 2 a la sortida de V0 del circuit. Moure lentament el cursor del potenciòmetre P observant la variació de tensions V2 i Vo.

  • Compara en cada cas la tensió de sortida mesurada amb el valor teòric esperat.

  • 1-

    Rf = 460k

    R1

    R2

    V1

    V2

    Vo teòric

    Vo pràctic

    100k

    100k

    100mV

    100mV

    - 920mV

    1 v

    100k

    650k

    100mV

    100mV

    - 506mV

    0.5 v

    650k

    100k

    100mV

    100mV

    - 506mV

    0.5 v

    100k

    100k

    100mV

    50mV

    -690mV

    0.7 v

    200k

    100k

    50mV

    100mV

    -690mV

    0.7 v

    Vo teòric:

    Vo = - 460k ( 100mV / 100K + 100mV / 100K ) = - 460 k · 2A = - 920mV

    Vo = - 460k ( 100mV / 100K + 100mV / 650K ) = - 460 k · 1.1A = - 506mV

    Vo = - 460k ( 100mV / 650K + 100mV / 100K ) = - 460 k · 2A = - 506mV

    Vo = - 460k ( 100mV / 100K + 50mV / 100K ) = - 460 k · 1.5A = - 690mV

    Vo = - 460k ( 50mV / 100K + 100mV / 100K ) = - 460 k · 1.5A = - 690mV

    2-

    R1 = 10k; R2 = 18k; R3 = 39 k; R4 = 82k

    V1

    V2

    V3

    V4

    Vo pràctic

    Vo teòric

    0

    0

    0

    0

    0 v

    0 v

    0

    0

    0

    1

    - 0.65 v

    - 0.609v

    0

    0

    1

    0

    - 1.3 v

    - 1.25 v

    0

    0

    1

    1

    - 1.95 v

    - 1.875 v

    0

    1

    0

    0

    - 2.8 v

    - 2.77v

    0

    1

    0

    1

    - 3.5 v

    - 3.379v

    0

    1

    1

    0

    - 4 v

    - 4.052v

    0

    1

    1

    1

    - 4.5 v

    - 4.792v

    1

    0

    0

    0

    - 5.2 v

    - 5 v

    1

    0

    0

    1

    - 6 v

    - 5.69v

    1

    0

    1

    0

    - 6.5 v

    - 6.282v

    1

    0

    1

    1

    - 6.7 v

    - 6.891 v

    1

    1

    0

    0

    - 7.4 v

    - 7.77v

    1

    1

    0

    1

    - 7.9 v

    - 8.379v

    1

    1

    1

    0

    - 8.8 v

    - 9.052v

    1

    1

    1

    1

    - 9.5 v

    - 9.991 v

    Vo teòric:

    Vo = - Rf ( V1 / R1 + V2 / R2 + V3 / R3 + V4 / R4 )

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 0 / 18 + 0 / 39 + 0 / 82 ) = 0 v

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 0 / 18 + 0 / 39 + 5 / 82 ) = - 0.609 v

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 0 / 18 + 5 / 39 + 0 / 82 ) = - 1.25 v

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 0 / 18 + 5 / 39 + 5 / 82 ) = - 1.875 v

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 5 / 18 + 0 / 39 + 0 / 82 ) = - 2.77 v

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 5 / 18 + 0 / 39 + 5 / 82 ) = - 3.379 v

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 5 / 18 + 5 / 39 + 0 / 82 ) = - 4.052v

    Vo = - 10 ( 0 / 10 + 5 / 18 + 5 / 39 + 5 / 82 ) = - 4.742v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 0 / 18 + 0 / 39 + 0 / 82 ) = - 5 v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 0 / 18 + 0 / 39 + 5 / 82 ) = - 5.69 v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 0 / 18 + 5 / 39 + 0 / 82 ) = - 6.282 v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 0 / 18 + 5 / 39 + 5 / 82 ) = - 6.89 v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 5 / 18 + 0 / 39 + 0 / 82 ) = - 7.77 v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 5 / 18 + 0 / 39 + 5 / 82 ) = - 8.379 v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 5 / 18 + 5 / 39 + 0 / 82 ) = - 9.052 v

    Vo = - 10 ( 5 / 10 + 5 / 18 + 5 / 39 + 5 / 82 ) = - 9.661v

    4-

    R1 = 10k; R2 = 18k; R3 = 39 k; R4 = 82k

    V1

    V2

    Vo mesurat

    Vo teòric

    2 v

    1 v

    - 2 v

    - 1.8 v

    2 v

    2 v

    0 v

    0 v

    2 v

    1.5 v

    - 1 v

    - 0.9 v

    2 v

    1.75 v

    - 0.5 v

    - 0.45 v

    Vo teòric:

    Vo = ( - R2 · V1 + ( R2 · V2) ) / R1

    Vo = ( - 18 k · 2 v + ( 18 k · 1 v ) ) / 10 k = 36 - 18 / 10 = - 1.8 v

    Vo = ( - 18 k · 2 v + ( 18 k · 2 v ) ) / 10 k = 36 - 36 / 10 = 0 v

    Vo = ( - 18 k · 2 v + ( 18 k · 1.5 v ) ) / 10 k = 36 - 27 / 10 = - 0.9 v

    Vo = ( - 18 k · 2 v + ( 18 k · 1.75 v ) ) / 10 k = 36 - 31.5 / 10= - 0.45 v

    Opinió tècnica:

    En aquesta pràctica hem après el funcionament de l'amplificador com sumador i com restador.

    Hem comprovat el seu funcionament pràcticament i hem comparat el resulta obtingut pràcticament amb els resultats obtinguts teòricament.

    Els objectius s'han aconseguit.