彭耀峰第七周電路實驗報告

1、D1專業(yè)：電氣1304 姓名：彭耀峰 學(xué)號：3130103174 日期：2015.4.21 地點：東3-211 D1_ 實驗報告課程名稱： 電路與電子技術(shù)實驗 2 指導(dǎo)老師： 孫盾 成績：_實驗名稱： 集成運算放大器指標(biāo)測試 實驗類型： 同組學(xué)生姓名：_一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、實驗?nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實驗步驟五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理六、實驗結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得 一、 實驗?zāi)康?、 加深對集成運算放大器特性和參數(shù)的理解；2、 學(xué)習(xí)集成運算放大器主要性能指標(biāo)的測試方法2、 實驗內(nèi)容和原理集成運算放大器是一種高增益的直接耦合放大電路，在理想情況下，

2、集成運放的Aod =、Ri =、VIO =0、 IIO =0、KCMR =。但是實際上并不存在理想的集成運算放大器。為了解實際運放與理想運放的差別，以便正確使用集成運放大器，有必要研究其實際特性，并對其主要指標(biāo)進行測試。1、 輸入失調(diào)電壓VIO：輸入信號為0時，輸出端出現(xiàn)的電壓折算到同相輸入端的數(shù)值。電路如圖，用萬用表測出VO1，由，得出VIO。2、 輸入失調(diào)電流：是指當(dāng)輸入信號為0時，運放的兩個輸入端的基極偏置電流之差，反映了運放內(nèi)部差動輸入級兩個晶體管的失配度，電路如圖，用萬用表測出VO2，由計算得出IIO；3、 輸入偏置電流IIB：為了使運放輸入級放大器工作在線性區(qū)，所必須輸入的一個直流

3、電流，實驗電路如圖，當(dāng)S1 斷開、S2 閉合時，測得運放輸出電壓為VO3，當(dāng)S1閉合、S2斷開時，測得運放輸出電壓為VO4，則，兩式相減得4、 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：集成運放的開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod可以采用直流信號源進行測量，但為了測試方便，通常采用低頻（如幾十赫茲以下）交流信號進行測量。具體的測量方法很多，一般采用同時引入直流反饋和交流反饋的測試方法，如圖被測運放一方面通過Rf、R1、R2引入直流反饋，以抑制輸出電壓失調(diào)；另一方面，通過Rf引入交流反饋，輸入回路中的電阻R1和R2同時又起到對輸入交流信號進行分壓衰減的作用。同相端接地電阻R3應(yīng)與反相端所接電阻相匹配，以減小輸入偏置電

4、流的影響。開環(huán)差模電壓增益為但在測試過程中，需要用示波器觀察監(jiān)測波形不發(fā)生自激震蕩5、 最大不失真輸出電壓：測量電路圖與Aod的測試電路相同，實驗時，只需改變Vs幅度，并觀察Vo是否開始出現(xiàn)削頂失真，從而確定運放在一定電源電壓下的最大不失真輸出電壓幅度，實驗中也要用示波器監(jiān)測Vo波形不發(fā)生自激震蕩，保證運放工作在線性放大區(qū)；6、 共模抑制比的測量：集成運放的共模抑制比是其差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對值，即，實驗電路如圖，即可算出7、 轉(zhuǎn)換速率SR的測量；轉(zhuǎn)換速率SR反映了集成運放對信號變化速度的適應(yīng)能力。在大信號條件下，集成運放的輸出電壓隨時間的最大變化率稱為轉(zhuǎn)換速率，即。若輸

5、入信號是前沿陡峭的大幅度方波（峰峰值1V），則由輸出波形Vo的過渡區(qū)斜率（一般取0.90.9），可得到被測運放的轉(zhuǎn)換速率，如圖所示。若測得正向與負向的轉(zhuǎn)換速率不同，則應(yīng)取其中數(shù)值較小者。3、 主要儀器設(shè)備1、 運放LM358一只；2、 示波器一臺；3、 萬用表一個；4、 電工電子實驗箱一臺；5、 導(dǎo)線若干；4、 操作方法和實驗步驟1、 輸入失調(diào)電壓VIO：（1） 按照實驗電路圖連接電路，在連接穩(wěn)壓電源前，用萬用表測量輸出電壓，將穩(wěn)壓電源的地與電路的地相連；（2） 用萬用表測量Vo1，；2、 輸入失調(diào)電流：（1） 按照設(shè)計的運算電路進行連接；（2） 用萬用表測量Vo2；（3） 由得出輸入失調(diào)電流

6、；3、 輸入偏置電流IIB：（1） 按照設(shè)計的運算電路進行連接；（2） 用示波器監(jiān)測輸出輸出波形，避免輸出電壓達到飽和以及自激現(xiàn)象；（3） 斷開S1，閉合S2，用萬用表測量輸出電壓Vo3；（4） 閉合S1，斷開S2，用萬用表測量輸出電壓Vo4；（5） 由得出輸入偏置電流4、 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：（1） 按照設(shè)計的運算電路進行連接，其中電容C=100F，電阻分別為2K和200K；（2） 用示波器監(jiān)測輸出輸出波形，避免輸出電壓達到飽和以及自激現(xiàn)象；（3） 輸入50Hz，100mVpp的正弦交流電壓，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（4） 讀出Vo和Vi

7、d，由得出Aod；5、 最大不失真輸出電壓：（1） 使用測量差模電壓放大倍數(shù)的電路；（2） 輸入50Hz，100mVpp的正弦交流電壓，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（3） 不斷增大輸入電壓幅值，當(dāng)輸出波形出現(xiàn)削頂失真時，記錄Vo；6、共模抑制比：（1）按照設(shè)計的實驗電路進行連接；（2）靜態(tài)測試，保證輸出入時為零輸出；（3）輸入50Hz，12Vpp的正弦交流電壓，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（4）記錄輸入和輸出電壓的幅值；（5）由和得出共模抑制比；7、轉(zhuǎn)換速率SR：（1）連接轉(zhuǎn)換速率SR的測量電路；（2）靜態(tài)測試

8、，保證零輸入時為零輸出；（3）輸入5kHz，20Vpp的方波，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（4）測量輸出電壓上升和下降邊沿的時間；（5）由得出轉(zhuǎn)換速率；（6）當(dāng)二者大小不同時，取較小者；5、 實驗數(shù)據(jù)記錄和處理1、 輸入失調(diào)電壓VIO：2、輸入失調(diào)電流：3、 輸入偏置電流IIB：4、 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：5、 最大不失真輸出電壓：由以上兩張圖可知，最大不失真輸出電壓為6、 共模抑制比： 7、 轉(zhuǎn)換速率SR：因此取六、實驗結(jié)果與分析1、LM358芯片中的運算放大器的輸入失調(diào)電壓VIO為1.97mV；2、LM358芯片中的運算放大器的輸入失調(diào)電流I

9、IO為4.95nA；3、LM358芯片中的運算放大器的輸入偏置電流IIB為12.4nA；4、LM358芯片中的運算放大器的開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod為12905.6；5、LM358芯片中的運算放大器的最大不失真輸出電壓的峰-峰值為23.2V；6、LM358芯片中的運算放大器的共模抑制比KCMR為1.357*10 6；7、LM358芯片中的運算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR為2.432*10 5V/s；七、討論、心得1、將所測得的數(shù)據(jù)與典型指標(biāo)值進行比較。 答：LM358芯片中的運算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR標(biāo)注為0.3V/s，而實際測得的轉(zhuǎn)換速率SR為0.2432V/s。2、在測試運放的開環(huán)差模電壓增益時，為什么必須引入直流負反饋？答：因為當(dāng)沒有信號輸入時，LM358芯片中的運算放大器有輸出失調(diào)電壓。只有通過Rf、R1、R2引入直流負反饋，才能抑制輸出電壓失調(diào)，才能準確測出輸出電壓的幅值。3、為什么在輸出端必須用示波器監(jiān)視波形？ 答：防止運算放大器的輸出端產(chǎn)生自激振蕩而影響測量。4、分析實驗中遇到的現(xiàn)象答：在測VO1和VO2時，由于萬用表精度的限制，兩者的值相差很小，可能會對IIO造成較大的誤差。5、測量開環(huán)增益、最大不失真輸出、共模抑制比實驗中信號的頻率不一樣是否對實驗的結(jié)果有影響？答：有影響。集成運算放大器的開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)可以采用直流信號源進行測量，但為了測試方便，通常