電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告集成運(yùn)算放大器的指標(biāo)測(cè)試

1、專業(yè)：電子信息工程姓名：實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)：日期：地點(diǎn)：課程名稱：指導(dǎo)老師:實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)類型: 成績(jī)：同組學(xué)生姓名：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿?三、主要儀器設(shè)備（必填） 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理七、討論、心得二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填） 四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?加深對(duì)集成運(yùn)算放大器特性和參數(shù)的理解。2、學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大器主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測(cè)量輸入失調(diào)電壓VIO。2、測(cè)量輸入失調(diào)電流110。3、測(cè)量輸入偏置電流IIB。4、測(cè)量開(kāi)環(huán)差模電壓增益 Aod。5、 測(cè)量最大不失真輸出電壓幅度 Vo（max）或峰峰值Vopp6、測(cè)量共模抑制比KCMR。7

2、、測(cè)量轉(zhuǎn)換速率SR。三、實(shí)驗(yàn)器材集成運(yùn)算放大器LM358、電阻電容等元器件、MY61數(shù)字萬(wàn)用表、示波器。四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟1測(cè)量輸入失調(diào)電壓Vio在常溫下，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)放的輸出失調(diào)電壓 Voo折合到輸入端的數(shù)值， 稱為輸入失調(diào)電 壓 Vio?；蛘哒f(shuō)，為了使輸出電壓回到零，需在輸入端加上反向補(bǔ)償電壓，該補(bǔ)償電壓稱為輸入失調(diào)電壓Vio。輸入失調(diào)電壓Vio的影響：失調(diào)電壓的大小主要反映了運(yùn)放內(nèi)部差分輸入級(jí)元件的失配程度。當(dāng)運(yùn)算放大電路的輸入外接電阻（包括信號(hào)源內(nèi)阻）比較低時(shí)，失調(diào)電壓及其漂移往往是引起運(yùn)放誤差的主要原因。I%宀6 J艸1. 零輸入時(shí)零輸出嗎？將運(yùn)放的二個(gè)輸入端 Ui（

3、+）、ui（-）均接0V ,用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值、輸出失調(diào)電壓 Voo）、有效值、峰峰值、頻率。2. 將運(yùn)放的二個(gè)輸入端均懸空用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值）、有效值、峰峰值、頻率。3. 將運(yùn)放的一個(gè)輸入端接 0V，另一個(gè)輸入端懸空或接入一段導(dǎo)線或再手摸導(dǎo)線外皮及金屬部分。用 示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值）、有效值、峰峰值、頻率。記錄波形可用圖片。2. 用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值）、有效值、峰峰值、頻率。 記錄波形可用圖片。測(cè)出輸出電壓 Voi的大?。▽?shí)測(cè)值可能為正，也

4、可能為負(fù)）。1. 電源采用+15V、-15V，可用萬(wàn)用表確認(rèn)電壓值。2. 電路圖中的地應(yīng)與電源中的地相連。3. 測(cè)量直流量可以用萬(wàn)用表或示波器。用示波器測(cè)直流量時(shí)信號(hào)輸入用直流耦合（DC ）。2、測(cè)量輸入失調(diào)電流Iio當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端上的電流之差稱為輸入失調(diào)電流Iio。Iio = | Ibp Ibn |輸入失調(diào)電流Iio的影響：輸入失調(diào)電流的大小反映了運(yùn)放內(nèi)部差分輸入級(jí)基極偏置電流的失配程度。當(dāng)運(yùn)算放大電路的輸入外接電阻比較大時(shí)，輸入失調(diào)電流及其漂移往往是引起運(yùn)放誤差的主要原因。測(cè)試電路如下。-c1電路中R1 = R3、R2=R4，而且兩個(gè)輸入端上的電阻 Rb必須精確配對(duì)才

5、能保證測(cè)量精度。 由于RbRi，因此輸入電流Ibn和Ibp在電阻Ri和R3上的壓降可以忽略。2用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值）、有效值、峰峰值、頻率。 記錄波形可用圖片。測(cè)出輸出電壓VO2的大?。▽?shí)測(cè)值可能為正，也可能為負(fù)）。710 -応-T% -嶺】|丘:R瓦1. 電源采用+15V、-15V，可用萬(wàn)用表確認(rèn)電壓值。2. 電路圖中的地應(yīng)與電源中的地相連。3. 測(cè)量直流量可以用萬(wàn)用表或示波器。用示波器測(cè)直流量時(shí)信號(hào)輸入用直流耦合（DC ）。4. VO1指前面輸入失調(diào)電壓測(cè)試電路中測(cè)得的輸出電壓。3、測(cè)量輸入偏置電流Iib測(cè)試電路如下。cn-5.1kQ1. 用示波器監(jiān)視

6、輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值）、有效值、峰峰值、頻率。記錄波形可用圖片。2. 當(dāng)S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí)，若測(cè)得運(yùn)放輸出電壓為VO3,則R嶺尹卩解汀抵兔）當(dāng)Si閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，若測(cè)得運(yùn)放輸出電壓為 VO4，則R于）（氐一抵盡）心-T& =兩式相減，得：因此，輸入偏置電流為：S処-+心冷Q 嵌詁1. 電源采用+15V、-15V，可用萬(wàn)用表確認(rèn)電壓值。2. 電路圖中的地應(yīng)與電源中的地相連。3. 測(cè)量直流量可以用萬(wàn)用表或示波器用示波器測(cè)直流量時(shí)信號(hào)輸入用直流耦合（ DC ）。4. 只有當(dāng)集成運(yùn)放的輸出電壓尚未達(dá)到飽和值時(shí)，測(cè)試電路所獲得的各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果才是正確的。5. 在測(cè)試時(shí)，應(yīng)該用

7、示波器監(jiān)視輸出電壓波形，若發(fā)現(xiàn)集成運(yùn)放的輸出端產(chǎn)生自激，則必須加補(bǔ)償電容，以消除自激振蕩。4、測(cè)量 開(kāi)環(huán)差模電壓增益 Aod 測(cè)試電路如下。、有效值、峰峰值、頻率。1. 用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值） 記錄波形可用圖片。測(cè)出輸出電壓的有效值 V。、輸入電壓的有效值 Vi。1. 電源采用+15V、-15V，可用萬(wàn)用表確認(rèn)電壓值。2. 電路圖中的地應(yīng)與電源中的地相連。3. 靜態(tài)測(cè)試，保證零輸入時(shí)為零輸出（？）。4. 輸入應(yīng)采用屏蔽線。5. 加入正弦波（低頻100Hz以下），用示波器觀察并測(cè)量輸入和輸出波形。6. 若輸入信號(hào)太大，則輸出會(huì)出現(xiàn)失真。在測(cè)量過(guò)程中，要求被測(cè)

8、運(yùn)放始終工作在線性放大區(qū)，而且沒(méi)有自激振蕩現(xiàn)象。5、測(cè)量最大不失真輸出電壓幅度Vo（max）或峰峰值Vopp測(cè)試電路與 Aod的測(cè)試電路相同1. 用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值）、有效值、峰峰值、頻率。 記錄波形可用圖片。2. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需增大輸入信號(hào)u幅度，用示波器觀察 u是否開(kāi)始出現(xiàn)削頂失真，從而確定運(yùn)放在一定電源電壓下的最大不失真輸出電壓幅度Vo（max）或 峰峰值Vopp。1. 電源采用+15V、-15V，可用萬(wàn)用表確認(rèn)電壓值。2. 電路圖中的地應(yīng)與電源中的地相連。3. 靜態(tài)測(cè)試，保證零輸入時(shí)為零輸出（？）。4. 輸入應(yīng)采用屏蔽線。5. 加入正弦波（低頻 1

9、00Hz以下），用示波器觀察并測(cè)量輸入和輸出波形。6. 若輸入信號(hào)太大，則輸出會(huì)出現(xiàn)失真。在測(cè)量過(guò)程中，要求被測(cè)運(yùn)放始終工作在線性放大區(qū)，而且沒(méi)有自激振蕩現(xiàn)象。6、測(cè)量共模抑制比 Kcmr2.集成運(yùn)放的共模抑制比是其開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)注意:、有效值、峰峰值、頻率。1. 用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，并用示波器測(cè)量其直流電壓（平均值） 記錄波形可用圖片。測(cè)出輸出電壓的有效值 Voc、輸入電壓的有效值 Vic。Aod與共模電壓放大倍數(shù)Aoc之比的絕對(duì)值，即1. 電源采用+15V、-15V，可用萬(wàn)用表確認(rèn)電壓值。2. 電路圖中的地應(yīng)與電源中的地相連。3. 靜態(tài)測(cè)試，保證零輸入時(shí)為零輸出（？）。4. 輸

10、入應(yīng)采用屏蔽線。5. 加入正弦波（低頻100Hz以下），用示波器觀察并測(cè)量輸入和輸出波形。6. 適當(dāng)加大共模輸入信號(hào)幅度，但又必須小于運(yùn)放的最大共模輸入電壓。在測(cè)量過(guò)程中，要求被測(cè)運(yùn)放始終工作在線性放大區(qū)，而且沒(méi)有自激振蕩現(xiàn)象。7、測(cè)量轉(zhuǎn)換速率SR 測(cè)試電路如下。2.輸入信號(hào)是前沿陡峭的大幅度方波（峰峰值 1V,用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，使其峰峰值達(dá)16Vpp,并用示波器測(cè)量其正向幅度V +om、負(fù)向幅度V -om、峰峰值Vpp、時(shí)間、頻率（低頻100Hz以下）。記錄波形可用圖片。SR m。力腹匚09陀+|怪|)生+么3. 輸入信號(hào)是正弦波信號(hào)時(shí)（峰峰值 1V,用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，使其峰

11、峰值達(dá)16Vpp，再增大輸入信號(hào)的頻率，當(dāng)輸出電壓波形開(kāi)始成三角波時(shí)用示波器測(cè)量其幅度Vom、峰峰值 Vpp、頻率。示波器雙蹤顯示 Vs、VO的波形，記錄波形可用圖片。SR=螞dtdtcwt注意:1. 電源采用+15V、-15V，可用萬(wàn)用表確認(rèn)電壓值。2. 電路圖中的地應(yīng)與電源中的地相連。3. 靜態(tài)測(cè)試，保證零輸入時(shí)為零輸出（？）。4. 輸入應(yīng)采用屏蔽線。5. 若輸入信號(hào)太大，則輸出會(huì)出現(xiàn)失真。在測(cè)量過(guò)程中，要求被測(cè)運(yùn)放始終工作在線性放大區(qū)，而且沒(méi)有自激振蕩現(xiàn)象。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1、測(cè)量 輸入失調(diào)電壓 Vio2、測(cè)量輸入失調(diào)電流Iio3、測(cè)量輸入偏置電流Iib4、測(cè)量開(kāi)環(huán)差模電壓增益Ao

12、d5、測(cè)量最大不失真輸出電壓幅度Vo(max)或峰峰值Vopp正弦波頻率為15Hz 時(shí),u峰峰值為660.0mV時(shí)輸出電壓即將失真，如下圖:正弦波頻率為45Hz時(shí),u峰峰值為300.0mV時(shí)輸出電壓即將失真，如下圖:正弦波頻率為1kHz 時(shí),u峰峰值為5.000V時(shí)輸出電壓即將失真，如下圖:正弦波頻率為10kHz時(shí)，如下圖所示無(wú)論如何調(diào)節(jié)u輸出波形也失真。此時(shí)正弦波頻率已超過(guò)運(yùn)放最咼工作頻率。6、測(cè)量共模抑制比 Kcmr7、測(cè)量轉(zhuǎn)換速率SR六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、測(cè)量 輸入失調(diào)電壓Vio51 + 5100典型指標(biāo)值為2.9mV。數(shù)量級(jí)一致。2、測(cè)量輸入失調(diào)電流Iioho =-如1肆甩:T -皿-

13、(-咖5 *爲(wèi)*爲(wèi)-。叫典型指標(biāo)值為50 nA。數(shù)量級(jí)一致。3、測(cè)量輸入偏置電流Iiblia =瓢 3 -血)* 諾瓦 * k = (4mV *5ik*i=必映典型指標(biāo)值45nA。數(shù)量級(jí)一致。4、測(cè)量開(kāi)環(huán)差模電壓增益Aod15Hz :13.6=827.4745Hz :13J=SOO. 831kHz :10kHz:10J= 576.35L08= 61.28可以直觀看出隨著頻率增大 開(kāi)環(huán)差模電壓增益 Aod減小。 在此引入負(fù)反饋能減少凈輸入量，同時(shí)穩(wěn)定輸出，以確立運(yùn)放工作點(diǎn)。5、測(cè)量最大不失真輸出電壓幅度Vo(max)或峰峰值VoppVopp=27.8V，與頻率無(wú)關(guān)。當(dāng)正弦波正弦波頻率為15Hz、

14、45Hz、1kHz時(shí)最大不失真輸出電壓峰峰值 頻率為10kHz時(shí)無(wú)法使輸出電壓不失真。6、測(cè)量共模抑制比 Kcmr15Hz :=S27. 17236rn3.33| = 12376.9S45Hz :003 _R.1041=12063.571kHz :用=獸翌 331 = 8706.2623oru 110kHz:翥扣5| =曲3| 丄mi |I 4為= |-jI = tt- 丹pt卩刑可以直觀看出隨著頻率增大共模抑制比Kcmr減小。7、測(cè)量轉(zhuǎn)換速率SR輸入信號(hào)是前沿陡峭的大幅度方波:正弦波頻率為15Hz時(shí),SR(咲+ 1臨J)lt正弦波頻率為45Hz時(shí),SR正弦波頻率為1kHz時(shí),SRA/3 164.1/ts -+ 1心1).16 _ iGk.5/ts -昭+ 1負(fù)I).16 _ 55衛(wèi)恥9