1. No category

Automaation elektroniikka
OAMK / Pekka Rantala
kevät 2015
1
Työ 1: Operaatiovahvistimen peruskytkentöjen simulointia
Avaa itsellesi Word-dokumentti, johon piirretyt kytkennät ja simulointitulokset kerätään talteen.
Muotoile tästä dokumentista sitten työselostus, jonka palautat opettajalle parin viikon sisällä työn
tekemisestä.
Kirjoita dokumentin alkuun otsikkotietoja ja lisää väliotsikoita sopiviin kohtiin.
Työssä käytetään op.amppia LM324 tai LM741. Katso että käyttämäsi symboli on Spice-simuloitavissa!
HUOM!!!! SIJOITA ORCAD-TIEDOSTOT johonkin omaan kansioosi, ei systeemikansioihin!
1. Ei-invertoiva vahvistin
Mitoita takaisinkytkentävastus Rf, kun jännitevahvistukseksi pitää saada 5,00 ja vastus R1 on 2,0 kΩ.
Kytkennän piirtäminen
Piirrä kytkentä. Part search: vastus on “R”, op.amp. on “ *LM324* ”
Vahvistimen tulosignaaliksi laitetaan sini-signaali, jonka taajuus on 1 kHz ja amplitudi 1 V (= UP), offset =0.
Piirille kytketään käyttöjännitteeksi +15 V ja -15 V. Lähtöön ei kytketä mitään kuormaa.
Kytkennän simulointi + analysointi
Simuloi kytkentä. Ota näkyviin 4 jaksonpituutta. Simulointikuvaan otetaan näkyviin tulosignaali (= IN) ja
vahvistimen antama lähtösignaali (= OUT). Nämä nimet (IN ja OUT) voi lisätä kytkentään alias-niminä.
Kun simulointi toimii mielestäsi oikein, KUTSU OPETTAJA PAIKALLE!
Ota kytkentä- ja simulointikuva talteen dokumenttiin. Analysoi vähän simuloinnin tulosta. Onko vahvistus
teorian mukainen? Mikä on tulon ja lähdön välinen vaihesiirto?
Kytkennän simulointi + analysointi, kun vahvistus on ”liian” suuri
Muuta kytkennän takaisinkytkentävastusta niin, että vahvistus on 20.
Simuloi kytkentä. Kun simulointi toimii oikein, ota kytkentä- ja simulointikuva talteen dokumenttiin.
Analysoi simuloinnin tulosta. Miksi lähtösignaali on tuollainen? Ei olekaan enää sinin muotoinen!?
Minkä asian suhteen toiminnassa tuli ”raja vastaan”?
2. Invertoiva vahvistin
Tulossa oleva vastusR1 on 2,0 kΩ. Mitoita takaisinkytkentävastus Rf, kun jännitevahvistukseksi pitää saada
-5,00. Tulosignaali ja käyttöjännitteet ovat samat kuin edellisessä kytkennässä.
Tee samat työvaiheet kuin ei-invertoivan vahvistimen tilanteessa.
Ei tarvitse kuitenkaan muuttaa vahvistusta -20:ksi. Simuloidaan vain tilannetta, että vahvistusta on -5.
3. Invertoiva vahvistin, suuri taajuus
Kytkentä on muuten sama kuin edellinen invertoiva vahvistin, mutta muuta tulosignaalin taajuudeksi
100 kHz. Miksi lähtösignaali on tuollainen? Ei olekaan enää sinin muotoinen!? Minkä asian suhteen
toiminnassa tuli ”raja vastaan”?
Mittaa simulointikuvasta, mikä on lähtösignaalin yhden suoran osuuden muutosnopeus, V/µs.
Pyydä opettaja paikalle, kun simulointikuva on vielä näkyvissä!