COMPARATOARE DE TENSIUNE CU AO CU REACTIE POZITIVA

COMPARATOARE DE TENSIUNE CU AO CU REACTIE POZITIVA

I. OBIECTIVE

a)      Determinarea caracteristicilor statice de transfer in tensiune pentru comparatoare cu AO fara reactie si cu RP.

b)      Determinarea tensiunilor de iesire in functie de configuratia circuitelor si de tensiunile de intrare.

c)      Determinarea efectelor modificarii tensiunilor de alimentare si de referinta si a valorii rezistentelor de reactie, asupra caracteristicilor statice de transfer in tensiune ale comparatoarelor.

d)      Deducerea efectului zgomotului suprapus peste tensiunea de intrare asupra comutarilor comparatoarelor

II. COMPONENTE SI APARATURA

Se foloseste montajul experimental echipat cu doua amplificatoare operationale de tip 741 (avand configuratia si semnificatia terminalelor explicitata in Fig. 1.), un potentiometru de 10KW, rezistente de diferite valori si un condensator de 10nF. Pentru alimentarea montajului folosim o sursa dubla de tesiune continua stabilizata, reglabila, iar ca sursa de semnal sinusoidal, un generator de semnale (versatester). Pentru vizualizarea tensiunilor avem nevoie de un osciloscop catodic cu doua canale iar pentru masurarea unor tensiuni continue de un voltmetru de c.c.

NC    - neconectat

NUL - compensare offset

IN-    -intrare inversoare

IN+    - intrare neinversoare

V^-    -tensiunea de alimentare negativa

V⁺    -tensiunea de alimentare pozitiva

OUT -iesire

Fig. 1. Configuratia si semnificatia terminalelor AO 741

III. SUPORT TEORETIC

Experimentele se bazeaza in principal pe sectiunea 'Circuite de comutare cu AO' din cursul de Dispozitive electronice.

1. Oltean, G., Dispozitive si circuite electronice. Dispozitive electronice, Risoprint, Cluj-Napoca, ISBN 973-656-433-9, 316 pag, 2003, retiparita in 2004

2. https://www.bel.utcluj.ro/rom/dce/goltean/de/de.htm 

3. Miron, C., Introducere in circuitele electronice, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, 1983.

IV. EXERCITII PREGATITOARE

P1. Comparator inversor cu RP

In continuare ne vom referi la schema din Fig. 2.

Ce relatie exista intre v_I, v_O si V_REF ?

Care sunt expresiile pentru tensiunile de prag V_PL si V_PH ?

Ce valoari au V_PL si V_PH pentru V_REF=0V, V⁺=12V si V^- = -12V?

Care este CSTV v_O(t). Marcati sensul de parcurgere al histerezisului.

Cum arata v_O(t) pentru [V], [Hz], in conditiile de mai sus? Dar daca amplitudinea v_I este de 1V ?

Care sunt efectele modificarii tensiunii de alimentare asupra CSTV ?

Care sunt efectele modificarii V_REF asupra CSTV ?

Care sunt efectele modificarii rezistentei R asupra CSTV ?

P2. Comparator inversor cu RP in prezenta zgomotului

Pentru obtinerea unui semnal zgomotos (vezi Fig. 3 ), se foloseste acelasi circuit ca in lucrarea anterioara Comparatoare de tensiune cu AO fara reactie

Care sunt tensiunile de prag ale comparatorului cu RP, avand tensiunea de intrare v_I din Fig. 3. ?

Tensiunile v_s, v_zg si v_I au aceleasi variatii in timp cu cele de la P2.2. Cum arata v_O(t) ?

P3. Comparator neinversor cu RP

Pentru schema din Fig. 4 se cunosc: V⁺=12V, V^- = -12V, V_REF=0V.

Care este CSTV pentru comparatorul neinversor cu RP?

Cum arata v_O(t) pentru v_I(t) tensiune sinusoidala cu amplitudinea de 3V si frecventa de 200Hz ? Dar daca v_I are amplitudinea 8V ?

V. EXPERIMENTARE

E1. Comparator inversor cu RP

Se construieste schema din Fig. 2.

V⁺=+12V, V^- = -12V de la sursa dubla de tensiune continua stabilizata

V_REF se masoara cu un voltmetru de c.c. si se regleaza din P la V_REF=0V.

[V], [Hz] de la generatorul de semnale.

Se vizualizeaza v_I(t) si v_O(t) cu osciloscopul calibrat, in modul de lucru Y-t.

Se vizualizeaza CSTV v_O(v_I) cu osciloscopul in modul de lucru Y-X, pe intrarile X si Y ale osciloscopului aplicand tensiunile v_I, respectiv v_O.

Se modifica amplitudinea tensiunii v_I la 1V.

Se vizualizeaza v_I(t) si v_O(t) cu osciloscopul calibrat in modul de lucru Y-t.

A. Efectele modificarii V_Al

Se modifica tensiunile de alimentare la V⁺=+9V ; V^-     = -9V.

La fel ca mai sus se vizualizeaza v_I(t) si v_O(t), apoi CSTV v_O(v_I), pentru V_REF=0V si amplitudinea v_I de 8V.

Se modifica din nou alimentarea V⁺=+15V ; V^-     = -9V.

Se vizualizeaza v_I(t) si v_O(t) si CSTV.

B. Efectele modificarii V_REF

Se readuce alimentarea circuitului la V⁺=+12V ; V^-     = -12V.

Se actioneaza P pana cand V_REF=3V

Se vizualizeaza cu osciloscopul v_I(t) si v_O(t), apoi v_O(v_I).

Se vizualizeaza cu osciloscopul v_I(t) si v_O(t), apoi v_O(v_I) si pentru V_REF= -3V.

E3.2. Comparator inversor cu RP in prezenta zgomotului

Se construieste circuitul din Fig. 3.

Se alimenteaza circuitul la V⁺=+12V , V^- =-12V.

Osciloscopul se regleaza si se foloseste la fel ca la E2.2 din lucrarea anterioara Comparatoare de tensiune cu AO fara reactie.

Se vizualuzeaza simultan v_I si v_O.

E3.3. Comparator neinversor cu RP

Se construieste schema din Fig. 4.

Se alimenteaza montajul cu tensiunea diferentiala: V⁺=+12V , V^- = -12V.

Se pune V_REF=0V prin legarea intrarii inversoare la masa

v_I este tensiunea sinusoidala cu amplitudinea de 8V si frecventa de 200Hz de la generatorul de semnale.

Cu osciloscopul calibrat se vizualizeaza v_I(t) si v_O(t), apoi CSTV v_O(v_I).

VI. REZULTATE

R1. Comparator inversor cu RP

v_I(t) si v_O(t) pentru amplitudinea v_I de 8V si de 1V.

CSTV, v_O(v_I) cand v_I are amplitudinea de 8V.

Care sunt valorile tensiunilor de prag V_PH si V_PL si a tensiunilor de iesire V_OH si V_OL.

Care este latimea histerezisului V =V_PH-V_PL?

A. Efectele modificarii V_Al

v_I(t), v_O(t), v_O(v_I) pentru V⁺=+9V , V^- = -9V, respectiv V⁺=+15V , V^- = -9V.

Care este efectul modificarii tensiunilor de alimentare asupra tensiunilor de prag? Comparati cu situatia anterioara de la comparatorul fara reactie (R2.1.,C.)

Latimea histerezisului este afectata de modificarea tensiunii de alimentare? De ce?

Ce relatii exista intre V_OH si V⁺? Dar intre V_OL si V^-?

B. Efectele modificarii V_REF

v_I(t), v_O(t), v_O(v_I) pentru V_REF=4V si pentru V_REF= -4V

Care sunt valorile tensiunilor de prag V_PL si V_PH? Depind aceste valori de V_REF?

S-a modificat latimea histerezisului fata de situatia cu aceleasi tensiuni de alimentare si V_REF=0V?

Modificarea V_REF duce la translatarea histerezisului dupa axa .

R2. Comparator inversor cu RP in prezenta zgomotului

v_I(t), v_O(t)

Comparati forma de variatie in timp a tensiunii v_O cu cea obtinuta la R1. In ce fel tensiunea de iesire este influentata de existenta zgomotului suprapus peste tensiunea sursei?

Comparati forma de variatie in timp a tensiunii v_O cu cea obtinuta la R2.2 din lucrarea anterioara Comparatoare de tensiune cu AO fara reactie. Cum explicati faptul ca intoducerea RP duce la eliminarea comutarilor nedorite, datorate tensiunii de zgomot?

R3. Comparator neinversor cu RP

v_I(t), v_O(t)

CSTV

Comparati CSTV cu cea obtinuta pentru comparatorul inversor cu RP, pentru aceleasi valori ale tensiunilor de alimentare si de referinta, (paragraful R1.) din punct de vedere al valorilor tensiunilor de iesire, tensiunilor de prag, sensului de parcurgere al histerezisului.

De ce spunem ca acest comparator este neinversor?

Este o reala placere sa lucrezi cu comparatoare de tensiune cu AO, nu-i asa? Daca impartasiti acceasi parere, transmiteti-le-o tuturor prietenilor si cunoscutilor, iar daca nu . . . pastrati o tacere ingaduitoare.