2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen...

66
2016.11 .23 bit.ly/operasjonsforster Sven Åge Eriksen

Transcript of 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen...

Page 1: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

2016.11.23bit.ly/operasjonsforsterker

Sven Åge Eriksen

Page 2: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen

Løsningsforslag på innleveringsoppgaver i operasjonsforsterkere for 2.kl. BAW 15-18.

2016.11.23

Page 3: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Oppgave1:

Svar om påstandene er riktig eller feil.

a) En operasjonsforsterker kalles ofte for «OP-AMP»b) En operasjonsforsterker trenger egen spenningsforsyning, f.eks +15VDC og 15VDC.c) En operasjonsforsterker kan inngå i en krets sammen med andre komponenter for

styre / regulere en temperatur .d) En operasjonsforsterker er billig og er mye brukt i analog elektronikk.e) Strømmen inn på inngangene er tilnærmet lik null.f) Utgangssignalet kan aldri bli større enn den eksterne spenningsforskyningen til

operasjonsforsterkeren.g) En operasjonsforsterker er en spenningskontrollert spenningskilde.h) Signalet inn på en inverterende forsterker går inn på minusinngangeni) Signalet inn på en ikke inverterende forsterker går inn på plussinngangen.

Page 4: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Even:

Ketil:

Terje:

Beni:

Page 5: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 6: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 7: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Ketil:Bjørn:

Page 8: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Svar om påstandene er riktig eller feil: DANIEL

a) En operasjonsforsterker kalles ofte for «OP-AMP»Riktig

b) En operasjonsforsterker trenger egen spenningsforsyning, f.eks +15VDC og 15VDC.Riktig

c) En operasjonsforsterker kan inngå i en krets sammen med andre komponenter for styre / regulere en temperatur .Riktig

d) En operasjonsforsterker er billig og er mye brukt i analog elektronikk.Riktig

e) Strømmen inn på inngangene er tilnærmet lik null.Riktig, pga høy inng.motstand ca 10Mohm

f) Utgangssignalet kan aldri bli større enn den eksterne spenningsforskyningen til operasjonsforsterkeren.Riktig

g) En operasjonsforsterker er en spenningskontrollert spenningskilde.Riktig

h) Signalet inn på en inverterende forsterker går inn på minusinngangenRiktig

i) Signalet inn på en ikke inverterende forsterker går inn på plussinngangen.Riktig

Page 9: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Anders – BAW15-18

Oppgave 1

a) Dette er riktig, en operasjonsforsterker kalles OP-AMP.b) Dette er riktig. Ofte kobles denne inn på bein 7 og bein 4 på OP-AMPenc) Dette er riktig. Ofte inngås den sammen med en NTC motstand som regulerer seg etter

temperaturen. d) Dette er riktig. Enkel og billig komponent som brukes mye og er lett å få tak i.e) Feil. Ofte er det en liten krymp strøm inn på inngangene. I oppgaveteksten står det

tilnærmet null så det er litt vanskelig å tyde.f) Dette er riktig. Blir signalet større enn den eksterne spenningsforsyningen kan OP-

AMPen bli ødelagt.g) Dette er riktig.h) Dette er riktig.i) Dette er riktig, Uinn er på plussinngang.

Page 10: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Oppgave1: FASIT

Svar om påstandene er riktig eller feil. ALLE PÅSTANDENE ER RIKTIGE !a) En operasjonsforsterker kalles ofte for «OP-AMP»b) En operasjonsforsterker trenger egen spenningsforsyning, f.eks +15VDC og -15VDC.c) En operasjonsforsterker kan inngå i en krets sammen med andre komponenter for

styre / regulere en temperatur .d) En operasjonsforsterker er billig og er mye brukt i analog elektronikk.e) Strømmen inn på inngangene er tilnærmet lik null.f) Utgangssignalet kan aldri bli større enn den eksterne spenningsforskyningen til

operasjonsforsterkeren.g) En operasjonsforsterker er en spenningskontrollert spenningskilde.h) Signalet inn på en inverterende forsterker går inn på minusinngangen.i) Signalet inn på en ikke inverterende forsterker går inn på plussinngangen.

Page 11: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Side 9: bit.ly/operasjonsforsterker

Page 12: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

http://bit.ly/opa627

http://bit.ly/ua741

Page 13: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

http://bit.ly/ua741

Page 14: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Side 26:

NTC:

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 15: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Side 3 og 7:

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 16: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 17: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 18: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

g) En operasjonsforsterkere en en spenningskontrollert spenningskilde:

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

Page 19: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Side 30: bit.ly/operasjonsforsterker

Page 20: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Side 33:bit.ly/operasjonsforsterker

Page 21: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 22: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 23: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 24: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 25: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Side 25:

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 26: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Bjørn:

Page 27: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Knut Viggo:

Page 28: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Beni:

Page 29: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 30: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

SPENNINGEN

Ketil:

Page 31: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Anders:

Page 32: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Terje:

Page 33: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

I = U/R = 12V / 3kΩ = 4 mA

I = U/R = 12V / 600Ω = 20 mA

Page 34: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

I = U/R = 12V / 3kΩ = 4 mA

I = U/R = 12V / 600Ω = 20 mA

Denne kretsen gir enten 4 mA eller 20 mA, avhengig av hvilken bryter som er valgt.

Det skal imidlertid være trinnløs verdi i hele området, så denne kretsen vil ikke fungere slik som er tenkt.

Page 35: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

DANIEL

Page 36: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Even

Page 37: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Marius

Page 38: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 39: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Side 34: bit.ly/operasjonsforsterker

Page 40: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Uut=-Rf/R1*U1 -Rf/R2*U2 -Rf/R3*U3

Uut=- Rf/R*U1 - Rf/R*U2 - Rf/R*U3 (Gjelder dette tilfellet når R1=R2=R3)

F = Uut / (U1+U2+U3) = - Rf/R

Page 41: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

3a-3) Uut=-Rf/R1*U1 -Rf/R2*U2 -Rf/R3*U3

-8V=-3*1V -3*-2V -3*U3

-8V=-3V +6V -3*U3

U3=(-8V +3V -6V)/-3 = 3,67V

DANIEL:

Page 42: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Bjørn:

Page 43: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Oppgave 4:Kan du gi eksempel på navnet til 3 forskjellige koplinger med operasjonsforsterkere og tegne opp disse, samt skrive opp formelen for forsterkningen på hver enkelt kopling.

Page 44: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 45: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 46: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 47: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

1. Komparator

Utgang er høy eller lav, avhenging av om minusinngangen er høyere eller lavere enn plussinngangen.

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 48: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

2. Inverterende forsterker:bit.ly/operasjonsforsterker

Page 49: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

2. Inverterende forsterker, hvordan regne ut formelen for forsterkning:

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 50: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

3. Ikke inverterende forsterker:bit.ly/operasjonsforsterker

Page 51: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

4. Inverterende summerende forsterker:

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 52: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

5. Ikke inverterende summerende forsterker:

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 53: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

6. Differensial forsterkerkopling:bit.ly/operasjonsforsterker

Page 54: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

7. Spenningsfølger / buffer / galvanisk skille :

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 55: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 57: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 58: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 59: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 60: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 61: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Oppgave 6a)A = R2/R1 68kOhm / 12kOhm = 5,67b)56kOhm / 12kOhm = 4,66c) 39kOhm / 12kOhm = 3,25d)27kOhm / 12kOhm = 2,25e)18kOhm / 12kOhm = 1,5f) 10kOhm / 12kOhm = 0,83g)Av tegningen ser det ut til at det er 0V på + inngangen.

Den ser ut til å gå til jord. h)I og med at spenningen over motstanden er 0V vil

strømmen igjennom være tilnærmet 0A

Page 62: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 63: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features
Page 64: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Oppgave 7

Fordi dette er en såkalt virtuell jord kopling, og i en sånn kobling er spenningen på inngangene lik. Siden da + inngangen er koblet til jord og har et potensial = 0V, så blir det samme på den andre inngangen (-).

Page 65: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark

2. Virtuell jord:

Virtuell jord betyr at begge inngangene har tilnærmet lik spenning:

bit.ly/operasjonsforsterker

Page 66: 2016.11.23 op-amp losingsforslag 12 Operasjonsforsterker opamp op-amp sven åge eriksen fagskolen telemark ua741 opa627 forsterker amplifier features

THE END !