作者chococoo (巧克力餅乾)
看板Electronics
標題Re: [問題] 微分器實驗
時間Sat Oct 17 22:34:20 2015
※ 引述《Rachelmas (Rachelmas)》之銘言：
: 先說小妹新手一個
: 如果問的問題太白痴還請見諒
: 最近電路課剛做完一個實驗 是關於由op-amp，電阻，和電容器組成的微分器電路
: 電路圖：http://imgur.com/MmEzL9O
: ＊請把R1換成一個1μF的電容器
: 在做實驗的時候 我們把Vin的頻率調成6.9kHz
: 在輸出端得到波形:http://imgur.com/uzOmgLF
: ＊粉紅色是Vin 藍色是Vout
: 稍微計算一下理想Vout
: f=6.9k Hz
: Vin peak-to-peak = 210mV
: Vin = 0.105*sin(2πft+φ) = 0.105*sin(13800πt+φ)
: Vout = -R2*C*d(Vin)/dt
: = -0.1*0.105*13800πcos(13800π+φ)
: = -455.32 cos(13800π+φ)
: 但輸出結果似乎是Vout' = 12.15cos(13800π+φ)
: 想請教一下我是不是哪裡觀念錯誤 數字才會差那麼多？
: 而且輸出結果為什麼好像沒有被invert啊...
: 謝謝大家幫忙...
你用的OP如果是照圖上畫的LM741
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf
設定是照圖上的給supply ±15V
那出來被截在 ±12V左右也滿合理的
OP輸出最多就是導通到supply的電壓而已 沒有升降壓的功能
datasheet上可以看的相關數值叫output voltage swing
如果只是這樣的話 應該會看到上下被切掉 幾乎變成方波才對
另外一個要注意到的是datasheet上的slew rate
這表示它output充放電速度的極限 可以看到LM741是 0.5V/us
從-12V衝到+12V再衝回-12V這樣的話 也需要 (24/0.5)*2 = 96 (us)
表示它的極限差不多是10kHz 看起來也滿合理的
綜合起來就是你正在預期它用接近極限的速度輸出突破天際的訊號
可惜它做不到
試著降低頻率到 100~200Hz左右看看吧
算式沒錯的話少個35倍、70倍可以得到一個比較適合它的輸出振幅
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.195.200.72
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※ 編輯: chococoo (123.195.200.72), 10/17/2015 22:34:46
※ 編輯: chococoo (123.195.200.72), 10/17/2015 22:35:13
1F：推 Rachelmas: 謝謝你的講解～所以我可以理解成op-amp這個裝置本身的 10/18 13:41
2F：→ Rachelmas: limitation所造成的結果囉？ 10/18 13:42
3F：→ Rachelmas: 另外還是不太懂為什麼沒有被截成方形波... 10/18 13:44
4F：→ Rachelmas: 如果把頻率調低 但振幅依然超出範圍 是不是比較有可能 10/18 13:51
5F：→ Rachelmas: 被截成方形波? 10/18 13:51
6F：→ bxxl: 就slew rate的限制,電子學課本有. 10/18 14:29
7F：→ bxxl: 衝太高會被切頭,衝太快會變三角波 10/18 14:30
8F：→ bxxl: 後者就是slew rate的限制 10/18 14:31
9F：→ Rachelmas: 但我不懂的是 我衝太高又衝太快 為什麼得到cosine波？ 10/18 14:42
10F：推 cpyi: 爆掉應該是會截波 是不是sine不是看起來像就是 要用FFT 10/18 23:34
11F：→ cpyi: 示波器幾乎都有 10/18 23:34
12F：→ kameng: 你還要考慮sig gen的內阻 因為你的C在6.8kHz阻抗比50ohm小 10/18 23:51