Acasă » Aplicaţii practice » 06 - Circuite semiconductoare discrete
- Comparator de tensiune cu AO
- Repetor de tensiune de precizie
- Amplificator neinversor
Scopul experimentului
Utilizarea unui AO pe post de repetor de tensiune; scopul reacţiei negative în cazul AO.
Materiale necesare
Un AO, model 1458 sau 353; trei baterii de 6 V; un potenţiometru liniar de 10 kΩ.
Circuitul final arata astfel:
Conectarea unui AO în circuit
În experimentul precedent, AO a fost folosit în „buclă-deschisă”. Cu alte cuvinte, nu am folosit nicio reacţie de la ieşire spre intrare. Rezultatul a fost posibilitate de utilizare a întregii amplificări (foarte mari). Acesta este şi motivul saturării tensiunii de ieşire datorită existenţei unei tensiuni diferenţiale practic oricât de mici între cei doi terminali de intrare. Acesta este un lucru bun dacă dorim realizarea unui circuit comparator. Dar, dacă dorim un comportament de amplificator al AO, trebuie să „îmblânzim” amplificarea în tensiune a dispozitivului.
Din moment ce nu putem demonta circuitul integrat şi modifica valorile rezistorilor pentru obţinerea unei amplificări în tensiune mai mici, va trebui să realizăm conexiuni exterioare circuitului integrat pentru realizarea acestui lucru. Acesta nu este de fapt un dezavantaj, din contră. Combinaţia dintre amplificarea în tensiune extrem de mare în „buclă-deschisă” combinată cu un circuit de reacţie este extrem de utilă. Vom putea folosi AO pentru aplicaţii diverse, doar prin modificarea acestui circuit extern.
Desfăşurarea experimentului
În cazul în care conectăm ieşirea unui AO la intrarea inversoare (-), tensiunea de ieşire va tinde spre o valoare, astfel încât să echilibreze tensiunea intrării inversoare cu cea aplicată intrării neinversoare (+). Dacă reacţia este directă (un simplu conductor), tensiunea de ieşire va „repeta” cu precizie tensiunea aplicată pe intrarea neinversoare (+). Spre deosebire de repetorul de tensiune realizat dintr-un singur tranzistor, ce aproxima tensiunea de intrare cu o precizie de câteva zecimi de volt (10-1 V), precizia circuitul repetor de tensiune cu AO este de ordinul microvolţilor (10-6 V).
Măsuraţi tensiunea de intrare a circuitului cu un voltmetru conectat între intrarea neinversoare (+) a AO şi masa circuitului (borna negativă a sursei de tensiune). Măsuraţi tensiunea de ieşire între terminalul de ieşire al AO şi masă. Observaţi faptul că tensiunea de ieşire „repetă” tensiunea de intrare pe măsură ce ajustaţi poziţia potenţiometrului.
Puteţi măsura direct diferenţa (sau eroare) dintre cele două tensiuni de intrare prin conectarea voltmetrului între cei doi terminali de intrare. Valoarea acestei tensiuni este aproape zero, pentru aproape toate poziţiile potenţiometrului.
Poziţionaţi potenţiometrul pe una din poziţiile sale extreme, indiferent care. Măsuraţi eroare de tensiune, sau comparaţi tensiunea de ieşire cu tensiunea de intrare. Observaţi ceva neobişnuit? Dacă folosiţi modelul 1458 sau 353 pentru acest experiment, eroare de tensiune, sau diferenţa între tensiunea de intrare şi ieşire, este destul de mare.
Majoritatea AO, incluzând cele de faţă, nu pot urmări tensiunile de alimentare până la valoarea lor maximă. În cazul de faţă, tensiunile de alimentare sunt +18 V respectiv 0 V. Datorită limitărilor interne ale integratului 1458, tensiunea sa de ieşire nu poate ajunge exact până la aceste valori extreme (mare şi mică). Valoarea maximă este cu un volt sau doi sub tensiunea de alimentare. Este foarte important să înţelegem această limitare atunci când realizăm circuite cu amplificatoare operaţionale. Dacă dorim să folosim întreaga tensiune de alimentare, putem alege alte modele de AO, ce oferă această posibilitate (3130, de exemplu).