ALLGEMEINER TEIL

HÖHERE TECHNISCHE BUNDESLEHRANSTALT
HOLLABRUNN
Höhere Abteilung für Elektronik – Technische Informatik
Klasse / Jahrgang: 5BHELI
Gruppe: 6 / b
Übungsleiter: Prof. Butter
Übungsnummer: I/1
Übungstitel: OPV - Schaltungstechnik
Datum der Übung: 22.11.2005
Teilnehmer: Glaßner, Hagmann, Weiß
Datum der Abgabe: 22.11.2005 Schriftführer: Hagmann Unterschrift:
Beurteilung
Aufgabenstellung
Dokumentation
Messschaltungen
Messtabellen
Berechnungen
Programmlistings
Auswertung
Diagramme
Berechnungen
Simulationen
Schlussfolgerungen
Kommentare
Inventarliste
Messprotokoll
Form
Summe
Labor
I/1. OPV - Schaltungstechnik
ALLGEMEINER TEIL
Titel der Übung:
Übungsnummer:
Übungsplatz:
Datum der Übung:
Klasse:
Schriftführer:
Übungsteilnehmer:
OPV - Schaltungstechnik
I/1
6
22.11.2005
5 BHELI
Andreas Hagmann
Sebastian Glaßner
Andreas Hagmann
Bernhard Weiß
INHALTSVERZEICHNIS
Allgemeiner Teil ....................................................................................................................................... 2
Inhaltsverzeichnis .................................................................................................................................... 2
1. Differenzverstärker .............................................................................................................................. 3
1.1. Aufgabenstellung ......................................................................................................................... 3
1.2. Schaltung ..................................................................................................................................... 3
1.3. Dimensionierung .......................................................................................................................... 4
1.4. Aufbau .......................................................................................................................................... 5
1.5. Funktionstest ................................................................................................................................ 6
1.5.1. Messschaltung ...................................................................................................................... 6
1.5.2. Messen der Verstärkung....................................................................................................... 6
1.6. Messung der Gleichtaktunterdrückung ........................................................................................ 7
1.6.1. Messschaltung ...................................................................................................................... 7
1.6.2. Formeln ................................................................................................................................. 7
Inventarliste ........................................................................................................................................... 10
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Labor
I/1. OPV - Schaltungstechnik
1. DIFFERENZVERSTÄRKER
1.1. AUFGABENSTELLUNG
Bei diesem Teil der Übung sollten wir einen Differenzverstärker aufbauen. Am Eingang wird ein
Mikrofon angeschlossen.
Danach sollten wir den Verlauf der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung dokumentieren.
1.2. SCHALTUNG
U1
U2
Der Spannungsteiler am Eingang der Schaltung dient zum Einstellen des Arbeitspunkts. D.h. wenn
am Eingang kein Signal anliegt (U1=0) soll am Ausgang Vcc/2 anliegen.
Durch die beiden Pufferverstärker kann man den Spannungsteiler als unbelastet betrachten.
Der Kondensator am Eingang dient als Koppelkondenstator damit der Arbeitpunkt vom Mikrofon nicht
zerstört wird.
Als OPV wird ein LMC6484 (CMOS Quad Rail-to-Rail Input and Output Operational
Amplifier) verwendet.
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I/1. OPV - Schaltungstechnik
1.3. DIMENSIONIERUNG
geg (vom Übungsleiter).:
UA0  2.5V
R6  1k
Vcc  5V
V  39
R2  390k
fg  100Hz
Dimensionierung der Widerstände:
Ued0 
UA0
Ued0  64.103 mV
V
R6
R5  Vcc
2R5  R6
Ued0 auflösen  R5  38.499999999999999999 k
R2
R1 
V
R1  10 k
Symmetriebedingung:
C 
R5  38.5 k
R3  R1
R4  R2
1
C  1.592F
2 fg  R6
Ergebnisse:
R1  10 k
R2  390 k
R3  10 k
R4  390 k
R5  38.5 k
R6  1 k
C  1.592F
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I/1. OPV - Schaltungstechnik
1.4. AUFBAU
Die gesamte Schaltung wird auf einem Steckbrett aufgebaut.
Da wir nur 3 der insgesamt 4 OPVs in diesem IC verwenden, wird der 4. OPV stillgelegt. Dadurch wird
verhindert, dass der OPV zu schwingen beginnt.
Schaltung:
Als Mikrofon wird ein Lautsprecher verwendet der uns vom Übungsleiter zur Verfügung gestellt wurde.
Foto des Aufbaus:
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I/1. OPV - Schaltungstechnik
1.5. FUNKTIONSTEST
1.5.1. MESSSCHALTUNG
+5V
Differenzverstärkter
P1
C1
V=39
P1
C2
Mit einem Oszilloskop werden gleichzeitig die Eingangsspannung (Kanal 1) und die
Ausgangsspannung (Kanal 2).
Beim Messen der Eingagsspannung ist zu beachten, dass nur ein Zweig der Spannung mit dem
Oszilloskop gegen Masse gemessen wird. D.h. am Oszilloskop liest man nur die halbe Spannung ab.
1.5.2. MESSEN DER VERSTÄRKUNG
Darstellung von Eingangspannung (Kanal 1) und Ausgangsspannung (Kanal 2):
ÛE  18,4mV
Û A  1,4 V
V
Û A
ÛE
^
1,4
 38,04 V
18,4m
Wie im obigen Bild und in der Berechnung zu erkennen ist, funktioniert die Schaltung
ordnungsgemäß.
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I/1. OPV - Schaltungstechnik
1.6. MESSUNG DER GLEICHTAKTUNTERDRÜCKUNG
1.6.1. MESSSCHALTUNG
+5V
Differenzverstärkter
P1
C1
V=39
P1
C2
G1
C2
Der Kondensator (C2) dient wieder als Koppelkondensator und hat den gleichen Wert wie der
Kondensator am anderen Eingang (1µF).
1.6.2. FORMELN
U
D  20 * log A
 UE



D…Dämpfung [dB]
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I/1. OPV - Schaltungstechnik
1.6.3. MESSTABELLE
bei den folgenden Messungen wurden aus Zeitgründen nur wenige Messpunkte aufgenommen
Ue…Kanal 1
Ua…Kanal 2
Über der Spannung:
Ue, eff
V
Dämpfung [dB]
0,5
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
Ua, eff
V
0,009
0,021
0,023
0,026
0,028
0,031
0,033
0,057
0,173
0,202
f
Hz
5000
5000
5000
5000
5000
5000
5000
5000
5000
5000
D
dB
34,8945499
33,5556141
33,593297
33,284158
33,3357064
33,0953268
33,1515464
28,9649025
19,8480564
18,9984227
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
0,5
1
1,5
2
Eingangsspannung [V]
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I/1. OPV - Schaltungstechnik
Über der Frequenz:
Ue, eff
V
1
1
1
1
1
f
Hz
Ua, eff
V
0,0063
0,0069
0,01
0,039
0,103
50
100
1000
10000
100000
D
dB
44,013189
43,2230182
40
28,1787079
19,7432555
Dämpfung [dB]
50
40
30
20
10
0
10
100
1000
10000
100000
Frequenz [Hz]
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I/1. OPV - Schaltungstechnik
INVENTARLISTE
HTBL Hollabrunn E-Labor Inventarliste
Übungsleiter: Prof. Butter
Klasse: 5BHELI
Titel der Übung: OPV-Schaltungstechnik
Datum: 22.11.2005
Schriftführer: Hagmann
Übungsnummer: I/1
Übungsplatz: 6
Mitschüler: Glaßner, Weiß,
Lnr BMKZ Code Gerät
Verwendung
Inventarnummer Platznummer
1
P1
Tektronix TDS 2014
Oszilloskop
12
540-22
2
P2
Fluke 89
V-Meter, A-Meter
322
GK05-10
3
P3
Fluke 89
V-Meter, A-Meter
318
GK05-9
4
X1
Steckbrett,
Spannungsversorgung
Brett 11
5
G1
Funktionsgenerator
Tue Nov 22 11:16:14 2005; Remote Host: 193.170.204.22;
ng csv-line stored under: 1132654574
666
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GK01-03
V1.7 intra-
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