F24 - Operační zesilovač jako komparátor

operační zesilovač pracující v nasyceném režimu, komparátor

Cíl

Porovnat pomocí operačního zesilovače hodnotu dvou stejnosměrných napětí.

Pomůcky

modul voltmetr
zdroj stejnosměrného napětí (např. na panelu)
operační zesilovač např. typ MAA 741,
sada rezistorů 10 až 10000 W (vše na panelu Soupravy základních elektronických součástek)

Provedení

V programu nastavíme celkový čas měření 1 s a vzorkovací frekvencí 1000 Hz. Oživíme kanál E (trojúhelníkové pulsy s amplitudou 5 V na hladině 0 V, počet period 2) a kanál A. V něm zapojený modul voltmetr (10 V s nulou uprostřed) bude sledovat hodnoty výstupního napětí U₂. V Zobrazení volíme v jednom grafu závislost A i E na čase. Obvod zapojíme podle následujícího schématu:

Na neinvertující vstup přivedeme vstupní napětí U₁ z kanálu E, na invertující vstup nenulové referenční napětí U_R (asi 2 V).

Vysvětlení

Operační zesilovač v tomto zapojení pracuje jako komparátor dvou napětí U1 a UR. Je-li U₁ < U_R , bude na výstupu záporné saturační napětí (UL), naopak pro U₁ > U_R bude výstupní napětí rovno kladnému saturačnímu napětí (UH).

Použití

Jedním z přístrojů, které využívají princip stejnosměrného komparátoru, je komparační voltmetr. Ten využívá jako referenční napětí UR napětí známé hodnoty (např. z baterie) a porovnává ho s měřeným napětím U1. Jedno z napětí přivádíme na vstup OZ přes potenciometr zapojený jako dělič napětí, tím je umožněna jeho plynulá změna. Otáčíme jezdcem potenciometru tak dlouho, dokud nezhasne indikační zařízení na výstupu (žárovka, LED). To signalizuje rovnost obou napětí. Velikost měřeného napětí odečteme na okalibrované stupnici.

Stažení naměřeného experimentu: