Operacioni pojačavači

Autor zadatka: Relja Mihić <relja.mihic@gmail.com>

Operacioni pojačavači su elektronske komponente koje pojačavaju razliku 2 signala. Rezultat mora biti manji od napona napajanja ove komponente. Zbog nesavršenosti ove komponente u praksi se javlja napon ofseta, koji eliminišemo dodavanjem potenciometra. Pojačavači koji nemaju napon ofseta nazivaju se "Auto-Zero".

Napisati program koji pronalazi odgovarajuće pojačavače za unete naponske signale. Podaci o pojačavačima su zadati u ulaznoj datoteci u sledećem formatu:

• naziv (jedna reč, do 10 karaktera)

• pojacanje (celobrojna vrednost, u V/V)

• napajanje (celobrojna vrednost, u V)

• ofset (celobrojna vrednost, u V)

Učitati pojačavače u statički niz, zatim na osnovu jačine 2 ulazna signala u izlaznu datoteku ispisati imena operacionih pojačavača koji mogu da pojačaju razliku ulaznih signala, osim onih čiji je napon ofseta 0 (Auto-Zero pojačavače). Operacioni pojačavač može da pojača ulaznu vrednost ako važi da je napon napajanja veći od izlaznog signala, to jest:

\[napajanje > pojacanje * | ulaz1 - ulaz2 |\]

Gde su ulaz1 i ulaz2 jačine signala učitanih kao argumenti komandne linije, realni brojevi uneti u milivoltima. Pored imena ispisati vrednost izlaznog signala (realan broj), kao i procenat okretanja potenciometra koji služi za eliminaciju napona ofseta, koji se računa iz izraza:

\[(1 - \frac{napajanje - ofset}{2 * napajanje}) * 100\]

Podvući crtu ispod poslednjeg pronađenog pojačavača (sastoji se od 25 srednjih crtica -), i ispod ispisati imena odgovarajućih pojačavača čiji je napon ofseta 0, jačinu izlaznog potencijala, i karaktere AZ.

Osim ispisivanja operacionih pojačavača, potrebno je pronaći i ispisati na standardni izlaz ime i pojačanje pojačavača sa najvećim pojačanjem.

U slučaju uspešnog izvršavanja programa, izaći sa status kodom 0 (EXIT_SUCCESS). Ukoliko program ne može da se izvrši do kraja usled sledećih nedostataka, izaći iz programa sa sledećim status kodovima:

• U slučaju nedovoljnog ili suvišnog broj argumenata komandne linije, izaći iz programa sa status kodom 1 (EXIT_FAILURE)

• Ako program ne može da otvori ulaznu datoteku, izaći sa status kodom 2

• Ako program ne može da otvori izlaznu datoteku, izaći sa status kodom 3

Primer poziva programa:

DatotekeStandardni ulaz/izlaz

./a.out opamps.txt 139.7 117.9

DatotekeStandardni ulaz/izlaz

Primer ulazne datoteke opamps.txt:

LM741 200 22 6
NE5532 100 15 4
LM709 45 18 6
LTC2063 562 6 0
AI4309 100 10 0
LM1458 15 18 6
LM324 100 32 3
AD8538 300 5 0
AD8021 76 10 1
TC913 316 16 0

Primer izlazne datoteke operacioni_pojacavaci.txt:

LM741 4.36 63.64%
NE5532 2.18 63.33%
LM709 0.98 66.67%
LM1458 0.33 66.67%
LM324 2.18 54.69%
AD8021 1.66 55.00%
-------------------------
AI4309 2.18 AZ
TC913 6.89 AZ

Ispis programa na standardnom izlazu:

Najvece pojacanje ima: LTC2063, i ono iznosi: 562

Primer rešenja

DatotekeStandardni ulaz/izlaz

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_NAZIV 11

#define MAX_POJACAVACA 20

#define MAX_IME_DATOTEKE 30

typedef struct pojacavac_st {
    char naziv[MAX_NAZIV];
    int pojacanje;
    int napajanje;
    int ofset;
} POJACAVAC;

FILE *safe_fopen(char *, char *, int);
void ucitaj_pojacavace(FILE *, POJACAVAC *, int *);
void ispisi_pojacavace(FILE *, POJACAVAC *, int, double, double);
void ispisi_auto_zero(FILE *, POJACAVAC *, int, double, double);
POJACAVAC pronadji_naj_pojacavac(POJACAVAC *, int);

int main(int argc, char **argv) {
    POJACAVAC pojacavaci[MAX_POJACAVACA];
    int n;

    if(argc != 4) {
        printf("Primer poziva programa: %s opamps.txt 139.7 117.9\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    FILE *pulazna = safe_fopen(argv[1], "r", 2);
    ucitaj_pojacavace(pulazna, pojacavaci, &n);
    fclose(pulazna);

    double ul1 = atof(argv[2]) / 1000;
    double ul2 = atof(argv[3]) / 1000;
    
    char ime_datoteke[MAX_IME_DATOTEKE] = "operacioni_pojacavaci.txt";
    FILE *pizlazna = safe_fopen(ime_datoteke, "w", 3);
    ispisi_pojacavace(pizlazna, pojacavaci, n, ul1, ul2);
    ispisi_auto_zero(pizlazna, pojacavaci, n, ul1, ul2);

    POJACAVAC naj_pojacavac = pronadji_naj_pojacavac(pojacavaci, n);
    printf("Najvece pojacanje ima: %s, i ono iznosi: %d\n", naj_pojacavac.naziv, naj_pojacavac.pojacanje);
    fclose(pizlazna);

    return 0;
}

FILE *safe_fopen(char *ime, char *rezim, int kod_greske) {
    FILE *fp = fopen(ime, rezim);

    if(fp == NULL) {
        printf("Greska prilikom otvaranja %s datoteke!\n", ime);
        exit(kod_greske);
    }

    return fp;
}

void ucitaj_pojacavace(FILE *pulazna, POJACAVAC *pojacavaci, int *pn) {
    int i = 0;

    while(fscanf(pulazna, "%s %d %d %d",
                 pojacavaci[i].naziv,
                 &pojacavaci[i].pojacanje,
                 &pojacavaci[i].napajanje,
                 &pojacavaci[i].ofset) != EOF) {
        i++;
    }

    *pn = i;
}

void ispisi_pojacavace(FILE *pizlazna, POJACAVAC *pojacavaci, int n, double ul1, double ul2)
{
    int i;

    for(i = 0; i < n; i++)
    {
        double izlaz = (double)pojacavaci[i].pojacanje * fabs(ul1 - ul2);
        if((pojacavaci[i].napajanje > izlaz) && (pojacavaci[i].ofset != 0))
        {
            double procenat = (1 - (pojacavaci[i].napajanje - (double)pojacavaci[i].ofset)/(2 * pojacavaci[i].napajanje)) * 100;
            fprintf(pizlazna, "%s %.2lf %.2lf%%\n", pojacavaci[i].naziv, izlaz, procenat);
        }
    }

    fprintf(pizlazna, "-------------------------\n");
}

void ispisi_auto_zero(FILE *pizlazna, POJACAVAC *pojacavaci, int n, double ul1, double ul2)
{
    int i;

    for(i = 0; i < n; i++)
    {
        double izlaz = (double)pojacavaci[i].pojacanje * fabs(ul1 - ul2);
        if((pojacavaci[i].napajanje > izlaz) && (pojacavaci[i].ofset == 0))
        {
            fprintf(pizlazna, "%s %.2lf %s\n", pojacavaci[i].naziv, izlaz, "AZ");
        }
    }
}

POJACAVAC pronadji_naj_pojacavac(POJACAVAC *pojacavaci, int n)
{
    POJACAVAC max = pojacavaci[0];
    int i;

    for(i = 1; i < n; i++)
    {
        if (pojacavaci[i].pojacanje > max.pojacanje)
        {
            max = pojacavaci[i];
        }
    }

    return max;
}