םייגולנא םילגעמ :יוסינ - bm.technion.ac.il files/eperiment... ·...

מעגלים אנלוגיים -חשמל : ניסוי

י מר עמית ליבנה "ע :28/05/2013עדכון אחרון 52מתוך 1עמוד

מכון טכנולוגי לישראל –הטכניון

רפואית-להנדסה ביו פקולטהה

)I331005 ( רפואית -מעבדה בהנדסה ביו

מעגלים אנלוגיים : ניסוי

תוכן עניינים

3.........................................................................................................בטיחות

5................................................................................תאוריה-מעגלים אנלוגיים

5....................................................................................................מגברישרת

מגבר מתח בקונפיגורציה מהפכת .1 תמגבר מתח בקונפיגורציה לא מהפכ .2 מגבר הפרש עם שתי כניסות .3

7................................................................................................תכונותהמגבר

רוחב סרט .1 (Slew Rate)קצב עקיבה .2 (Common Mode Rejection Ratio – CMRR)דיכוי מתח משותף .3

11................................................................................................דוחותמכינים

מגבר דיפרנציאלי -ח מכין "דו .1 אינטגרטור -ח מכין"ד דו .2 מסכם אנלוגי -ח מכין "ו .3

12................................................................................................מהלכיניסויים

מגבר דיפרנציאלי .1 מסכם אנלוגי .2 אינטגרטור .3

11...............................................חיבורים ג מטריצת"דף עזר לשרטוט מעגלים ע: 1' נספח מס

11...................................................................................................דפי עבודה : 2נספח

11...............................................................................................ריכוז רכיבים : 3נספח



מטרות הניסוי

שרת מעשייםהכרת מגברי

לימוד ומדידת תכונות המגבר

בניית מעגלים נפוצים:

מגבר דיפרנציאלי

מסכם אנלוגי

אינטגרטור



בטיחות

כללי

ביצוע בעת תאונות למניעת כאמצעי הסטודנטים לידיעת מובאת בטיחות הנחיות תמצית

בפעילויות הכרוכים לסיכונים לב תשומת להפנות מטרתן .ניסויים ופעילות במעבדה

בהתאם ופעלו בעיון אלו הנחיות קראו אנא . ונזק לציוד לאדם סבל למנוע כדי ,המעבדה

. להן

במעבדה הבטיחות מסגרת

חשמל בטיחות בקורס עובר ציון קבלת ללא במעבדה ניסויים לקיים אין .

בטיחות הנחיות לקבלת הקבוצה מדריך בפני להתייצב יש הניסויים התחלת לפני

ותדריך

ראשוני .

מדריך השגחת ללא במעבדה ניסויים לקיים אין .

פיהן על ונהג להוראותיו קשבת אוזן הטה ;המעבדה להסדרי אחראי הניסוי מדריך .

תעשו ואל עשו

ובסביבת במעבדה וליקויים מסוכן מצב על המדריך את לידע יש.

במעבדה הנוכחים את לסכן העלולה פעולה תעשה לא.

תלתאונו הראשי הגורם הם אלתורים. מוגדר יעוד במעבדה והתקן אמצעי לכל.

משקה או מאכל דברי להכניס ואין במעבדה לעשן אין.

ומסודר נקי השולחן את להשאיר יש הפעולות בסיום.

חשמל בטיחות

נגד מלא בטחון מקנים אינם שהם זכור אך פחת זרם במגני מצוידת המעבדה .התחשמלות

יםותקינ שלמים בשקעים ורק אך להשתמש הקפד ךלביטחונ.

יכראו מחוזק והתקע פגום אינו שבדודם חשמל בכבלי ורק אך להשתמש הקפד.

יש .רהציו בתוך המותקנים נתיכים החלפת כולל חשמלי ציוד לפרק או לתקן אסור

.הבמעבד הטכני לדווח לאחראי

המפסק ניתוק לצורך ,וזאת חירום בעת אלא , המרכזי החשמל ארון את לפתוח אין .הראשי

החשמל זרם ניתוק



מקומו את זהה – חירום מפסק יש במעבדה.

לנתק מיד את זרם החשמל יש חירום בעת .

העבודה בעמדת המתג את להפעיל ניתן מקומי ארוע בעת .

אש בטיחות

מקומם זהה – ראשונה עזרה ותיק אש כיבוי מטפי ממוקמים במעבדה .

המעבדה בסגל להיעזר ניתן – חירום בשעת בהם השימוש .

חירום יציאות

אותו הכר . חירום פתח יש במעבדה .

פתח דרך מהמעבדה מיד להתפנות יש , שריפה כגון , פינוי הדורש חירום בארוע

. ביותר החירום הנגיש

חירום אירוע בעת דיווח

תאונה עטכמ" כולל .ההמעבד לסגל או למדריך מיידית לדווח יש."

כך לעשות יכול במידה ואינו 4242: בטלפון הביטחון לקצין מיידית ידווח המדריך ,

. הביטחון לקצין הסטודנטים אחד ידווח

לפי ,לדווח יש , הביטחון לקצין לדווח יכולת אין כאשר ,הביטחון קצין הוראת לפי סגן יחידת ,בנוסף .011 :אש מכבי, 101 :אדום דוד מגן, 011 :משטרה - הצורך

. /10127, 3133: בטיחות ילעניינפ "המנמ



התיאורי - מעגלים אנלוגיים

מהמכשירים ברבים וקיים, האנלוגית האלקטרוניקה של היסוד אבן הוא המגבר האלקטרוני

.האלקטרוניים

:יסומן בצורה הבאה מערכתית המגבר בראייה

.מערכתיתמגבר בראייה : 0' איור מס

.Yוביציאה מהמגבר מתקבל האות Aמוגבר בערך Xהאות בכניסה

:חשמליים מגברים של עיקריים סוגים ארבעה קיימים

.המתאימים המגבר הדקי על החשמלי המתח הינו וביציאה בכניסה האות – מתח מגבר (0

.המתאימים המגבר בהדקי הזורם הזרם הינו וביציאה בכניסה האות – זרם מגבר (1

.מתח אות וביציאה זרם אות בכניסה – אימפדנס - טרנס מגבר( 3

.זרם אות וביציאה מתח אות בכניסה – אדמיטנס - טרנס מגבר (1

אינו ההגברה תהליך כי להבין חשוב,,למגבר ממגבר ושונים מורכבים ההגברה תהליך פרטי

בזרם שליטה על מבוסס היסודי ההגברה תהליך המגברים בכל .כלומר יש צורך במתחי הזנה, מאין יש יוצר

.ccV-ב 1' המגבר שיסומנו באיור מס ממקורות ההזנה של אלקטרוניים המתקבלים

שרת ימגבר

.1' באיור מס כמתואר אחת ויציאה כניסות שתי בעל, הפרש מגבר הינו שרת מגבר

CCV, יציאה Y, כניסות X2 -ו X1מגבר שרת כאשר : 1' איור מס . מתח הזנה



בדרך כלל מקורות. המגבר של ההזנה מקורות ידי על מוגבל ,המגבר ביציאת המתקבל המקסימלי המתח

.ההגברה כי הם קיימים ומגבילים את טווח לזכור תמיד יש אך מצוירים אינם המגבר של ההזנה

הוא יהיה כי להבטיח יש אלקטרוניים במכשירים לשלבו מנת על אך ,מאוד גדול מתח הגבר שרת למגבר

כלומר חיבור ,משוב למגבר מוסיפים זה לצורך .שונים סביבה בגורמי תלות ללא אחידים ביצועים בעל

. ההגבר חשבון על אבל, בתכונותיו שיפור מקבלים כך ידי ועל לכניסתו המגבר יציאת בין מסוים

:הנחות הבאות שתי על מבוסס ומשוב שרת אידיאלי מגבר הכולל מעגל של ההגבר חישוב

.המגבר בכניסות זרם איןהתנגדות כניסה אינסופית ( 0

לאפס בשל אפקט קצר שווה שרת אידיאלי מגבר של הכניסות שתי בין המתח הפרש( 1

.וירטואלי

מהפכתמגבר מתח בקונפיגורציה (

.קונפיגורציה מהפכת של מגבר מתח: 3' איור מס

( 1 הנחה)בשל אפקט אדמה וירטואלית , לאפס שווה 3 בנקודה כלומר המתח, נקודה מספר שלוש מוארקת

.1בנקודה זהו גם המתח

. 0והנחה מספר לצומת הזרמים חוק פי על R2זורם גם דרך נגד R1הזרם דרך נגד

21

21R

V

R

VII outin

1

2

R

R

V

VG

in

out

אות היציאה חוזר לכניסה במופע -התמסורת ניתן לראות שמדובר במערכת משוב שלילית תפונקצייעל פי

(. יחס הנגדים)ההגבר של החוג הסגור תלוי לחלוטין ברכיבים פסיביים , כאשר מדובר במגבר אידיאלי. הפוך



מגבר מתח בקונפיגורציה לא מהפכת( 2

.קונפיגורציה לא מהפכת של מגבר מתח: 1' איור מס

הזרם .1בנקודה זהו גם המתח( 1 הנחה)ובשל אפקט קצר וירטואלי הכניסה למתח שווה 3 בנקודה המתח

. 0והנחה מספר לצומת הזרמים חוק פי על R2זורם גם דרך נגד R1דרך נגד

1

2

1

12 1R

R

R

RR

V

VG

in

out

כניסות שתי מגבר הפרש עם( 3

.מגבר הפרש עם שתי כניסות: 5' איור מס

: התמסורת חושבה על ידי שימוש בעקרון סופר פוזיציה בצורה הבאה תפונקציי

32 1

2

2 341 2

1 4 2 3

0 | |

0 | |

in

in

RV G

R

R RRV G

R R R R

2 3 3 142

1 4 2 2

out inin

in

V R R R VRG V

V R R R R

1על פני נגדים 2inVשימו לב כי בכניסה למגבר בקונפיגורציה לא מהפכת מופיע מחלק מתח של 4,R R .

1אם 2 3 4,R R R R אזי :3

2 1

2

( )out in in

RV V V

R



תכונות המגבר

רוחב סרט( 1

.הכניסה אותות כלל עבור קבוע הגבר על היכולת לשמור הוא המגבר טיב החשובות לבחינת התכונות אחת

הסרט רוחב לבחינת המשמש הכניסה כאשר אות, המגבר של הסרט רוחב זו הוא לתכונה הכמותי המבחן

בו התדר הוא הסרט רוחב. שונים תדרים עם אותות עבור ההגבר את בוחנים .סינוסי אות הוא מגבר של

.(dB 3-) המקסימאלי ההגבר לעומת 1%/ -ל יורד המתח הגבר

.1%/-הוכיחו כי אכן הירידה היא ל -תרגיל

המשתנים אותות עבור גם הכניסה אות אחר טוב יותר עוקב המוגבר האות ,יותר גבוה זה שתדר ככל

.במהירות

פתוח בחוג במגבר .בכניסה בתדר כתלות פתוח בחוג המגבר של הגבר שינוי לראות ניתן 2' באיור מס

את מקטינה )בעזרת נגדים)למגבר שלילי משוב הוספת. (Hz 5-100)הירידה בהגבר מתחילה בתדרים נמוכים

.הסרט רוחב את ומגדילה ההגבר שלו

20log ; ;out

in

VA dB K K K f Unit Gain Bandwidth

V

.בכניסה בתדר כתלות פתוח בחוג המגבר של הגבר שינוי: 2' איור מס

(Slew Rate) קצב עקיבה( 2

ומהווה מבחן ,מבואה באות חדים שינויים אחר לעקוב שלו היכולת את מגדיר המגבר של העקיבה קצב

.המגבר של הסרט לרוחב משלים

ניתן .החיובית בכניסה פתאומי מתח בשינוי כתלות המגבר של היציאה אות את לראות ניתן /' באיור מס

זמן זה נקרא זמן . עד שמופיעים שינויים ביציאת המגבר זמן עובר בכניסה השינוי שאחרי מהאיור לראות



נמדד הוא. Slew Rateנקרא העלייה שיפוע .בהדרגה עולה המגבר ביציאת האות מכן לאחר .השהיה

ביחידות )זמן ליחידת המגבר של ביציאה מתח בשינויsec

V

ההגבר ,יותר ברור שככל שהמקדם גדול(.

.למצב אידיאלי יותר וקרוב יותר מהיר

.החיובית בכניסה פתאומי מתח בשינוי בתלות המגבר של היציאה אות: /' איור מס

CMRR) –(Common Mode Rejection Ratioדיכוי מתח משותף ( 3

תלויה בהפרש תהיה ההגברה תוצאות כי חשוב ,ההדקים שני בין המתח הפרש הוא הכניסה אות כאשר

חשמל חוטי בשני תשדורת מעבירים אם לדוגמא .האותות הכניסה של מתחי הכניסה ובלתי תלויה במתחי

מהפרעות סביבתיות כתוצאה מתח שינוי זה באופן .החוטים שני בין המתח בהפרש המידע את לקדד עדיף

מגבר כמה מורה לנו עד CMRRהמקדם .ישתנה לא המתח והפרש החוטים שני על דומה באופן ישפיעו

ומגביר את האות ( האות המשותף)כניסותיו לשתי זמנית בו הנכנס זהה אות ביציאתו מקטין דיפרנציאלי

. ההפרשי

CMRRבמגבר אידיאלי ,המגבר ליציאת מועבר לא המשותף האות כלומר.

את זה מאפיין וערך פתוח בחוג עבור מגבר CMRR -את ערך ה נותנות ,שרת מגברי המייצרות חברות

.המגבר

20logGd

CMRRGc

(:5ראה איור )כאשר הגבר אות הפרשי והגבר אות משותף מוגדרים בצורה הבאה



1 :הגבר אות משותף 2out

in in c

in

VV V G

V

1: והגבר אות הפרשי 2out

in in d

in

VV V G

V

ובכך מקטינים ( סלילים ,קבלים ,נגדים)פסיביים רכיבים הוספת י"משוב ע למגבר מוסיפים מעשי בשימוש

.CMRRאת המקדם

2inVוהתנגדות הכניסה של 2Rהינה 1inVשל נראה כי התנגדות הכניסה 5' אם נתבונן במעגל הפרש באיור מס

1הינה 4R R .העובדה שהתנגדות הכניסה של שתי הכניסות אינה שווה מקטינה את מקדם ה-CMRR.

במקרה זה נקבל . שוות והגבר שווה לכל כניסה כניסה התנגדויות בעל דיפרנציאלי מגבר מתואר 8' באיור מס

.5' במקרה של מגבר ההפרש מאיור מסיהיה גדול יותר מאשר CMRR שמקדם

.שוות והגבר שווה לשתי הכניסות כניסה התנגדויות בעל דיפרנציאלימגבר : 8' איור מס

: ההגבר נתון על ידי

4 6 5 7

5 1

4 3

2 1

;

21

out in in

R R R R

R RG

R R

V G V V



דוח מכין

בהתקן להגנת מתחים ובמטריצת החיבורים ,במעבדה זו ובמעבדה הבאה נשתמש במעגלים עליהם שבבים

. 9כרטיס מגבר ההפרש והתקן הגברת המתחים מופיעים באיור . החשמלית בה השתמשנו בעבר

התקן בקרת המתחים מגן על הרכיבים במעגלים על ידי הגבלת זרמי המוצא הגבלת וייצוב מתחי ההזנה של

ובמתחי המוצא שלו נשתמש . את מבואות התקן הגנת המתחים יש לחבר לספק המתח. השבבים במעגלים

10Vלהתקן בקרת המתחים שלושה מבואות . להזנת המעגלים , 10Vin in ו-Gnd in , ושני מוצאותVout

Gnd -ו out .מצב הפעולה של התקן . על מנת להבטיח פעילות תקינה יש להזין את ההתקן במתחים המצוינים

בעת . ונורית הפעולה התקינה הירוקה, נורית התקלה האדומה, ייצוב המתחים מתואר בעזרת שתי נוריות

על מנת . דלוקבמצב זה נורית התקלה ת, הפעלת ההתקן לא יופץ מתח מהדקי המוצא על מנת להגן על צרכנים

אם ההתקן מוזן במתחים תקינים נורית הפעולה (Reset)לאפשר הזנת צרכנים יש ללחוץ על כתפור האתחול

.הקפידו לעקוב אחרי חיווי הנוריות במהלך העבודה. התקינה תידלק ומתחי המוצא יסופקו לצרכן

-דוגמא גנרית לרכיב זה הוא ה. במרכזו של כרטיס מגבר השרת נמצא שבב הכולל ארבעה מגברי שרת זהים

MC4741 . 01סכמת חיווט הרגליים של שבב זה ואופן מספורן מוצגים באיור .

בתכנון . על מנת להקל עליכם את העבודה סומנה על גבי הכרטיס סכמת חיבור המגברים ורגליהם סומנו

ל גבי מטריצת לכך שרשתות המשוב ממומשות עלב הרשתות החשמליות של המעגלים במעבדה זו שימו

וחוטים בודדים מחברים בין הדקי המבוא והמוצא של מגברי השרת לרשתות (bread board) החיבורים

.המשוב על גבי המטריצה

התקן הגנת מתחים כרטיס מגבר שרת

:9' איור מס



MC474רכיב מגבר שרת :10' איור מס

ח מכין"דו

.יםעותק בשלושה 1' הדפיסו את נספח מס

אנלוגי מסכם( 1

ולצייר עליו את הקונפיגורציה של מסכם אנלוגי כאשר 0' נא להשתמש בנספח מס

KRKRRKR 220,100,56 4321

מסכם אנלוגי :00' איור מס

מספור רגליים של

הרכיב

מתחיל מצד שמאל

.לנקודה או לחריץ



: מתח היציאה נתון על ידי

אשר אמור להגביל LRולנגד LED-כאשר הוא מחובר ל 1inבו מופיע תת המעגל עבור הדק 01התבוננו באיור

5LEDIאת הזרם דרכה עד למגבלת הזרם המרבי mA.

03חשבו את הגבר המתח לתת המעגל באיור.

תכננו את משרעת אות המובא ובחרו את ערכו של הנגדLRכך שהדיודה תאיר בלי לחרוג מערך הזרם המרבי.

דיפרנציאלי מגבר -( 2

:ה הבאהולצייר עליו את הקונפיגורצי 0' נא להשתמש בנספח מס

( שמצורף שוב פעם להלן 8לפי איור מספר )דיפרנציאלי מגבר

כאשר KRKRRRRR 10,47 376541

2 2 21 2 3

1 3 4

out in in in

R R RV V V V

R R R



אינטגרטור (3

1: ולצייר עליו את הרכיבים הבאים 0' נא להשתמש בנספח מס 47 ; 0.68 ; 47LR K C F R K

.01' ואת החיבורים שישמשו למימוש המעגל באיור מס MC4741ומגבר מסוג

אינטגרטור: 01' איור מס

: כאשר מתח היציאה נתון על ידי0

1

1( ) ( )

t

out int

V t V dR C

: במקרה של מתח כניסה קבוע נקבל1

inVV

t R C

מהלך הניסוי

אנלוגי מסכם (1

: מהלך הניסוי

!הפעלת ספק המתח תבוצע רק אחרי אישור המדריך

, סביב האפס) V10 -הפעילו את הספק וכוונו את המתח שלו ל, וודאו כי הספק אינו מחובר למעגל .1

.סגרו את מתג ההפעלה שלו(. השתמשו בקונפיגורציה טורית של הספק


)חברו את מבואות התקן ייצוב המתחים אל הספק .5 10V , 10V ,in in Gnd in ).



.מימוש המעגל יתבצע בשני שלבים .3

המסכם האנלוגי של מעגלתת הלקבלת מטריצהעל הרשת המשוב את הדקי מגבר השרת ואת חברו .1

שבו מרוכזים הרכיבים 3היעזרו בנספח .ח מכין"שהכנתם בדו השתמשו בשרטוט 03.באיור המופיע 1inVעבור

.הדרושים לכל מעגל

03איור

.RCA-הגידים של כבל המדדו בעזרת רב המודד את המתח בין .2

בעזרת ואת מוצא האדמה אל מטריצת החיבורים יהמגבר בעזרת הכבל הייעודחברו את הספק למעגל .2

.חוט בעל חיבור בננה

1ptpVכוונו את מחולל האותות כך שביציאה שלו יהיה אות ריבועי סימטרי עם ./ V שלובתדר

Hzf 10( 100-הגל אינה ריבועית ניתן להעלות את תדר האות לאם צורתHz , ציינו את התדר של אות

. (המבוא שלכם

כדי , scope-ב 1לערוץ : במקביל, אשר מהווה את אות הכניסה למעגל, חברו את יציאת המחולל .8

.לכניסות המעגל על המטריצהו. לראות מהו סיגנל הכניסה של המעגל

.scope -של ה 2חברו את אות היציאה של המעגל שבניתם לערוץ .9

.ה והפעילו את ספק המתח7קראו למדריך .01

.חשבו את הגבר המתח, מדדו את מתח המוצא .00

מציג 01איור . למוצא המעגל ונגד על מנת להגביל את הזרם דרכה(LED) כעת נחבר דיודה פולטת אור .15

.את המעגל אותו נממש

5LEDI היא (גבול עליון)מקסימאלית הזרם הגבלת מ .11 mA

וציינו את מתח המבוא המרבי בו אתם LR-בקשו מן המדריכים את נגד בערך אותו בחרתם ל .01

. מתעתדים להשתמש

.01ממשו את המעגל באיור .05



01איור

.חברו את רב המודד בתצורת מדידת זרם למעגל .02

.הגבירו את משרעת מתח המבוא באופן הדרגתי כך שלא תחרגו מן הזרם המרבי ./0

.עקבו אחרי עליית עוצמת ההארה בדיודה .08

נשתמש במעגל שיצרתם על מנת , בהמשך הניסוי תשתמשו במספר מגברי שרת למימוש מגבר מכשור .09

.לוודא שכלל המגברים ברכיב תקינים

לכבות את מוצא ספק המתח לפני תחילת החלפת על מנת להגן על המגברים בשעת הבדיקה יש .11

-בהתקן הגנת המתחים כבוייה ולחצו על כפתור ה Errorוודאו שנורות . החיבורים ולהדליקו בסיום הניוד

Reset במידת הצורך.

קראו למדריך אם הרכיב . בין המגברים השונים בכרטיס מגבר השרת Out,-,+ניידו את חיבורי המעגל .10

.אינו תקין

יש להקפיד לנייד את פתיל המדידה . המודד החזירו אותו למצב מדידת מתח-עלמנת למנוע נזק לרב .11

.ולשנות את מצב החוגה

.נתקו את הדיודה מן המגבר .13

1ptpVכוונו את מחולל האותות כך שביציאה שלו יהיה אות ריבועי סימטרי עם .11 V.

.השלימו את מימוש המעגל .15

המסכם האנלוגי על מעגל מלוא לקבלת מטריצהעל הרשתות המשוב את הדקי מגבר השרת ואת חברו .12

.שבו מרוכזים הרכיבים הדרושים לכל מעגל 3היעזרו בנספח .ח מכין"שהכנתם בדו השרטוטפי

.בסעיף הבא תידרשו לנייד את אות המבוא בין מדקי הכניסות ולמדוד את מתחי המובא והמוצא ./1

: הבאים במצבים המגבר של היציאה מתח את המשקף בעזרת מדדו .18



.מוארקיםמחובר והשאר 1inVמתח הכניסה .א

מתח הכניסה .ב2inV מוארקיםמחובר והשאר .

מתח הכניסה .ג3inV מוארקיםמחובר והשאר .

1מתחי כל הכניסות .ד 2 3, ,in in inV V V מחוברים.

של מתח התוצאהוהשוו עם (ג' -'א 13השתמשו בתוצאות של ) חשבו את המתח היציאה לפי הנוסחה .19

?ממה הוא נובע, אם כן? האם יש הבדל בתוצאות .'ד 13היציאה לפי

דיפרנציאלימגבר (2

הניסוי מטרת

:המגברים השונים של המטרה הינה למדוד את הפרמטרים הבאים

הגבר .א

סרט רוחב .ב

(השהיה)זמן תגובה .ג

עקיבה קצב .ד

CMRR. .ה



השתמשו , סביב האפס) V10 -הפעילו את הספק וכוונו את המתח שלו ל, וודאו כי הספק אינו מחובר למעגל. 0

. סגרו את מתג ההפעלה שלו(. בקונפיגורציה טורית של הספק


)חברו את מבואות התקן ייצוב המתחים אל הספק . 1 10V , 10V ,in in Gnd in ) ,

חוט בעל בעזרת ואת מוצא האדמה אל מטריצת החיבורים יהמגבר בעזרת הכבל הייעודחברו את הספק למעגל . 3

.חיבור בננה

1ptpVכוונו את מחולל האותות כך שביציאה שלו יהיה אות ריבועי סימטרי עם . 1 V ובתדר שלHzf 10. אם

.ציינו את התדר בו אתם עובדים, 100Hzלא מקבל גל ריבועי נאה ניתן להעלות את התדר עד

: לשני מקומות, אשר מהווה את אות הכניסה למעגל, חברו את יציאת המחולל. 5



. כדי לראות מהו סיגנל הכניסה של המעגל, scope-ב 0לערוץ . א

(. לכניסות המעגל)למקום הנכון על המטריצה . ב

.scope -של ה 1חברו את אות היציאה של המעגל שבניתם לערוץ . 2

בהתקן בקרת Reset-לאחר הפעלת מוצא הספק לחצו על כפתור ה, והפעילו את ספק המתחה 7קראו למדריך. /

הקפידו לעקוב אחרי מצב נוריות . שימו לב שנורית התקלה כבה ונורית הפעולה התקינה נדלקת, המתחים

.החיווי במהלך העבודה על מנת לוודא שמתחי הזינה של המגבר תקינים

.לפי הפירוט להלן מדידת הפרמטרים השונים תעשה. 8

הגברים מדידת:

כניסה אחת תחובר למתח : בצורה הבאה בנפרד K1, K2 מדדו את ההגבר עבור כל כניסה

.מחוברת למתח הייחוסכניסה והכניסה שלא נמדדת תהיה

למקסימום ההפרשי איך ניתן להביא את ערך ההגבר –נקודה למחשבה?

תגובה זמן מדידת:

1ptpV בתדר שעבדנו איתו בסעיף הקודם מרובע גל חברו V1-מחולל להמinV 2אריקו את הוinV.

(.sec/Vשינוי מתח ליחידת זמן ) slew rate-ואת ה בין אות היציאה לאות הכניסהמדדו את זמן ההשהיה

סרט רוחב מדידת:

1ptpV סינוסי גל חברו V1-ממחולל לinV2אריקו את הוinV ,שנו את תדר הכניסה ומצאו מהו תדרdB3 . יש

. התופעות נראות בו בצורה ברורהבו למצוא תדר ש

מדידתCMRR:

1ptpV סינוסי גל חברו V של המגבר בתוך רוחב הסרטבתדר שנמצא במקביל הכניסות לשתי ממחולל.

20logהנוסחה מדדו את המתח ביציאה לפיGd

CMRRGc

.

תכננו את גודל הנגד הרצוי כדי .לאדמה חברו נגד לבחירתכם LED-בין ה. ליציאת המעגל LEDחברו : בונוס. 9

היא (גבול עליון)מקסימאלית הזרם הגבלת מידוע כי אם, תהיה גבוהה LED -שעוצמת ההארה של ה

10LEDI mA.

אינטגרטור (3





לקבלת מעגל מטריצה ואת החוטים אל מגבר השרתעל ה( קבל, נגדים)חברו את כל הרכיבים הנדרשים .0

שבו מרוכזים הרכיבים הדרושים לכל 3ניתן להיעזר בנספח .ח מכין"אינטגרטור על פי הציור שהכנתם בדוה

.מעגל

סגרו . 10V-הפעילו את הספק וכוונו את המתח שלו ל, וודאו כי הספק אינו מחובר למעגל .1

!אחרי אישור המדריךהפעלת ספק המתח תבוצע רק . את מתג ההפעלה שלו

חוט בעל בעזרת ואת מוצא האדמה אל מטריצת החיבורים יהמגבר בעזרת הכבל הייעודחברו את הספק למעגל .3

.חיבור בננה

10fכוונו את מחולל האותות כך שביציאה שלו יהיה אות ריבועי סימטרי ובתדר של .1 Hz .

: לשני מקומות, אשר מהווה את אות הכניסה למעגל, חברו את יציאת המחולל .5

. כדי לראות מהו סיגנל הכניסה של המעגל, scope-ב 0לערוץ .א

(. לכניסות המעגל)למקום הנכון על המטריצה .ב

.scope -של ה 1חברו את אות היציאה של המעגל שבניתם לערוץ .2

.והפעילו את ספק המתחה 7קראו למדריך ./

ובדקו איך משתנה צורת הגל ביציאה 1Hz-10KHzשנו את תדר האות בתחום התדרים של .8

?איזו תופעה פיסיקלית מכתיבה את ההתנהגות של המעגל .של האינטגרטור

: הקשר הבא ייםקכלומר ,ליניארית בצורה פועל Integrator -מצאו תדר שבו ה .91

out inV Vconst

t R C

מה .

גודל אמפליטודת הטעינה outVבתדר זה?

מדוע נראה שהקבל נטען בזמן ירידת מתח הכניסה . ציירו את הקשר בין מתח היציאה לבין מתח הכניסה .01

?ולהפך

outVמהו .00 ? המקסימלי המתקבל ובאיזה תדר

נמוך יותר מהאמפליטודה המקסימלית שמצאתם 9אמפליטודת מתח היציאה בתנאים של סעיף מדוע גודל .01

.דרוש הסבר פיסיקלי? 00בסעיף



ג מטריצת חיבורים "דף עזר לשרטוט מעגלים ע: 1' נספח מס

______________________:הערות ________:תרגיל ______:'מעבדה מס

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○



דפי עבודה : 2נספח מסכם אנלוגי( 5

השוו בין מתח זה לבין מתחי המוצא של ספק . RCA-מדדו בעזרת רב המודד את המתח בין הגידים של כבל ה

.המתח

______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

:חשבו את הגבר המתח, מדדו את מתח המוצא___________________________________________________________________

:השוו את הגבר המתח שהתקבל לערך התיאורטי דונו בתוצאות

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

?מהו מתח הסף בו נדלקת הדיודה______________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

ח המכין ואלו בהם השתמשתם "אותם חשבתם בדוLRונגד ההגנה 1invהשוו בין ערכי מתח המבוא

.מה הגורמים להבדלים בין התכנון לערכים אותם מדדתם בפועל, בפועל ציינו מהו הזרם בו עבדתם_______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________

:מדידת הגברים

ערכים( )out ptpV

1inVהכניסה)

(מחוברת

( )out ptpV

2inVהכניסה)

(מחוברת

( )out ptpV (הכניסה

3inV מחוברת)

( )out ptpV

כל הכניסות ) (מחוברות

מדידות

חישובים



: הסברים

מגברים דיפרנציאליים( 2

:מדידת הגברים

K1 K2 ערכים

מדידות

: הסברים

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________

:מדידת זמן תגובה

Slew rate זמן השהיה ערכים

מדידות

: הסברים

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________

:מדידת רוחב סרט

3dB תדר ערכים

(1מעגל )

מדידות

: הסברים

_______________________________________________________________________



______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________

:CMRRמדידת

ערכיםdG

cG

CMRR

מדידות

: הסברים

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________

: הסברים לגבי סעיף בונוס_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________

אינטגרטור( 3

:הסברים לגבי הגורם להשתנות של צורת הגל ביציאה עם שינוי התדר

:תדר שבו המעגל פועל בצורה ליניארית

Frequency ערכים(linear)

( )outV amplitude

מדידות

: הסברים



: הקשר בין מתח היציאה לבין מתח הכניסה

:תדר שבו אמפליטודת המעגל מקסימלית

) ערכים max)outV amplitude Frequency

מדידות

: הסברים



ריכוז רכיבים: 3נספח

מגברים דיפרנציאליים

מטריצות 2: לוח אחד בננה-כבלים בננה 4 BNC/בננה 11 BNC/BNC 1 BNC/PROBES נגד הספק 1

מגבר דיפרנציאלי

Differential input operational amplifier ((MC4741)

1 1 4 5 6 7 347 , 10R R R R R R K R K

.10Kונגד אחד של 47Kנגדים של 6כלומר

מסכם אנלוגי


, KRKRRKR 220,100,56 4321 LED

אינטגרטור


1 47 ; 0.68 ; 47LR K C F R K

םייגולנא םילגעמ :יוסינ - bm.technion.ac.il files/eperiment... ·...

Documents