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文檔簡介

1、模擬電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一 模擬運(yùn)算放大電路(一)電氣工程學(xué)院學(xué)號(hào) 16012616姓名 黃博然任課教師 團(tuán)雷鳴日期 2013.10.23-2013.10.24一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解運(yùn)算放大器的基本工作原理,熟悉運(yùn)放的使用。2. 掌握反向比例運(yùn)算器、同向比例運(yùn)算器、加法和減法運(yùn)算及單電流放大等電路的設(shè)計(jì)方法。3. 學(xué)會(huì)運(yùn)用仿真軟件Multisim設(shè)計(jì)電路圖并仿真運(yùn)行。4. 學(xué)會(huì)連接運(yùn)算放大電路,正確接線與測量。5. 復(fù)習(xí)各種儀器(數(shù)字示波器、萬用表、函數(shù)發(fā)生器等)的使用。二、 實(shí)驗(yàn)原理。1. 集成運(yùn)算放大器是一種電壓放大倍數(shù)極高的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和

2、負(fù)反饋電路時(shí),可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面,可組成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。 2基本運(yùn)算電路 幾種典型的運(yùn)算電路如下同相放大電路 反相放大電路減法電路加法電路三、預(yù)習(xí)思考。1、 設(shè)計(jì)一個(gè)反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10K,將設(shè)計(jì)過程記錄在預(yù)習(xí)報(bào)告上;設(shè)計(jì)思路:由題意,要使|AV|=10,Ri>10K,所以取RF/R1=10,R1、R2、R4、RF均大于10 K,R1=R2=20 K,RF=200 K,R4=100 K2. 設(shè)計(jì)一個(gè)同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>100K,將設(shè)計(jì)過程記錄在預(yù)習(xí)報(bào)告上;設(shè)計(jì)過

3、程:由題意,要使|AV|=11,Ri>100K, 則R3=110 K,R2=100 K,RF=1.1M,于是,1+R4/R3=11。3. 設(shè)計(jì)一個(gè)電路滿足運(yùn)算關(guān)系VO= -2Vi1+ 3Vi2利用差分放大電路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3)Ui2-(R4/R1)Ui1可得 R4=2*R1;R2=0;R3=R1;4. 如上圖,取R1=R3=1 K,RF=2 K,即可使VO= -2Vi1+ 3Vi2。模擬示波器圖四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 23 頁實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1,具體內(nèi)容改為:(I) 圖 5-1 電路中電源電壓±15V,R1=10k,RF=100

4、k,RL100 k,RP10k/100k。按圖連接電 路,輸入直流信號(hào) Vi 分別為2V、0.5V、0.5V、2V,用萬用表測量對(duì)應(yīng)不同 Vi 時(shí)的 Vo 值,列 表計(jì)算 Avf 并和理論值相比較。其中 Vi 通過電阻分壓電路產(chǎn)生。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格見下頁表一序號(hào)12345Ui/V-2.192-0.487-0.0740.4842.080U0/V14.095.4460.808-5.466-12.79Avf-6.428-11.183-10.919-11.2936.149理論值-10-10-10-10-10實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析: 在輸入Vi較小時(shí),從表中數(shù)據(jù)可看出,運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Avf的測量值和理論值比

5、較接近,誤差在12%以內(nèi),而當(dāng)增加Vi時(shí),Avf的測量值和理論值相差較大,達(dá)到了40%。這是因?yàn)楫?dāng) (V+)-(V-) 較大時(shí),運(yùn)放不再工作在理想線性區(qū),此時(shí)放大倍數(shù)不再滿足線性關(guān)系。(II) Vi 輸入 0.2V、 1kHz 的正弦交流信號(hào),在雙蹤示波器上觀察并記錄輸入輸出波形,在輸出不失真 的情況下測量交流電壓增益,并和理論值相比較。注意此時(shí)不需要接電阻分壓電路。輸入信號(hào)輸出信號(hào)(III)輸入信號(hào)頻率為 1kHz 的正弦交流信號(hào),增加輸入信號(hào)的幅度,測量最大不失真輸出電壓值。(IV) 用示波器 X-Y 方式,測量電路的傳輸特性曲線,計(jì)算傳輸特性的斜率和轉(zhuǎn)折點(diǎn)值。(V) 電源電壓改為 12V

6、,重復(fù)(III)、(IV),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果進(jìn)行分析比較。表二電壓15V12V最大不失真輸入電壓0.82V0.59V最大不失真輸出電壓13.6V9.082、 設(shè)計(jì)電路滿足運(yùn)算關(guān)系 Uo=-2Ui1+3Ui2(預(yù)習(xí)時(shí)設(shè)計(jì)好電路圖,并用 Multisim 軟件仿真),Ui1 接入方波信 號(hào),方波信號(hào)從示波器的校準(zhǔn)信號(hào)獲?。M示波器 Ui1 為 1KHz、1V(峰峰值)的方波信號(hào),數(shù)字示 波器 Ui1 為 1KHz、5V(峰峰值)的方波信號(hào)),Ui2 接入 5kHz,0.1V(峰峰值)的正弦信號(hào),用示波器 觀察輸出電壓 Uo 的波形,畫出波形圖并與理論值比較。實(shí)驗(yàn)中如波形不穩(wěn)定,可微調(diào) Ui2 的頻率。五、 思考題 1、 理想運(yùn)放有哪些特點(diǎn)? 答:開環(huán)增益無限大;輸入阻抗無限大;輸出阻抗為零;開環(huán)帶寬無限;失調(diào)及其溫漂為零;共模抑制比為無窮大;轉(zhuǎn)換速率為無窮大。 2、 運(yùn)放用作模擬運(yùn)算電路時(shí),“虛短”“

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