浙江大學實驗報告：集成運算放大器應(yīng)用電路研究報告

1、-. z三墩職業(yè)技術(shù)學院實驗報告課程名稱：電子電路設(shè)計實驗指導(dǎo)教師：成績：_實驗名稱：集成運算放大器應(yīng)用電路研究實驗類型：設(shè)計同組學生：_一、實驗?zāi)康亩?、實驗任?wù)與要求三、實驗方案設(shè)計與實驗參數(shù)計算3.1 總體設(shè)計、3.2 各功能電路設(shè)計與計算、3.3完整的實驗電路四、主要儀器設(shè)備五、實驗步驟與過程六、實驗調(diào)試、實驗數(shù)據(jù)記錄七、實驗結(jié)果和分析處理八、討論、心得裝 訂 線實驗?zāi)康?、研究由集成運放構(gòu)成的比例、加法、減法等根本運算電路的組成與功能，加深對集成運放線性應(yīng)用電路構(gòu)造和性能特點的理解，掌握其設(shè)計方法。2、研究放大電路增益帶寬積與單位增益帶寬的關(guān)系。3、了解運算放大器構(gòu)成的根本運算電路在實

2、際應(yīng)用時的局限性和應(yīng)考慮的問題。實驗任務(wù)與要求總體要求：1實驗電路的選擇和外圍元件參數(shù)確實定要有依據(jù)和計算過程。2運放電源電壓1215V。3原始數(shù)據(jù)記錄要詳盡。1、反相放大器的設(shè)計研究1設(shè)計一反相放大電路，要求。2安裝該電路，加1kHz正弦信號，研究輸入、輸出信號的幅度、相位關(guān)系。2、設(shè)計并安裝一個算術(shù)運算電路，要現(xiàn)：用直流、用正弦信號在適宜的幅度和頻率圍，進展驗證并記錄波形及參數(shù)。3、增益帶寬積研究在適宜的幅度和1kHz的頻率下，測出輸出信號的峰峰值，然后逐漸加大頻率，直至輸出信號峰峰值變?yōu)樵瓉淼?.707倍，測下此時的電壓。比擬不同的反應(yīng)電阻即不同增益對上限截止頻率的影響。實驗方案設(shè)計與實

3、驗參數(shù)計算理論根底1集成運放高電壓增益、高輸入電阻、低輸出電阻、直接耦合的多級放大集成電路。在運放輸出端與輸入端之間接不同的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)不同用途的電路：信號放大、信號運算、信號處理濾波、調(diào)制、波形產(chǎn)生和變換等。在分析或設(shè)計集成運放構(gòu)成的電路時，通?？烧J為運放是理想的：輸入阻抗 Ri =開環(huán)差模電壓增益 Avd =輸出阻抗 Ro =0 共模抑制比 CMRR =帶寬 BW =失調(diào)、溫漂等均為零2理想運放在線性應(yīng)用時的兩個重要特性虛短：即運放的兩個輸入端的電位無限接近，就像短路一樣，但不是真正的短路；虛斷：即運放的兩個輸入端的偏置電流趨于0，就像斷路一樣，但不是真正的斷路。增益帶寬運放可工作在零

4、頻率即直流，因此其帶寬BW就等于其截止頻率 fH。增益越高，帶寬越窄，增益帶寬積AvBW=常數(shù)。當電壓增益等于1時，對應(yīng)的帶寬稱為單位增益帶寬。運放增益給定時，其最高工作頻率受到增益帶寬積的限制，應(yīng)用時要特別注意。這一點對晶體管放大電路同樣適用。只不過晶體管電路的增益帶寬積比運放電路的大得多。實驗電路設(shè)計實驗一：反相比例放大器電壓并聯(lián)負反應(yīng)VoViRFR1RPRL放大倍數(shù)=10輸入電阻=10k，輸出電阻。得到，VoVi1RFR2RPR1Vi2實驗二：利用反向權(quán)重加法器，為了得到，要求令。在實際實驗中，取Rp=3.9k。實驗三：利用反向放大器電路其中，。輸入信號為幅度50mV頻率1kHz的正弦波

5、，逐漸提高頻率至幅度變?yōu)樵瓉淼?.707倍，此時的頻率即為上限截止頻率。由于電路可以在直流狀態(tài)下工作，所以可認為下限截止頻率為0，即上限截止頻率數(shù)值為增益帶寬。主要儀器集成放大電路實驗電路板，直流電壓源，示波器，電腦。實驗數(shù)據(jù)實驗一：反相比例放大器直流輸入DC耦合輸入信號Vi=0.800V，輸出信號Vo=-8.02V|A|=10.03交流輸入AC耦合輸入信號峰峰值Vp-pi=1.06V輸出信號峰峰值Vp-po=10.72V|A|=10.11-40dB交流輸入AC耦合輸入信號峰峰值Vp-pi=11.00mV輸出信號峰峰值Vp-po=0.116V|A|=10.55實驗結(jié)論：無論是直流輸入還是交流輸

6、入，反向比例放大器均可按比例放大輸入信號。假設(shè)是交流信號，則輸出信號反向，即與輸入信號相位差為的奇數(shù)倍。實驗二：算術(shù)運算電路仿真電路圖仿真結(jié)果設(shè)置時域掃描，掃描結(jié)果如下直流輸入Vi1=0.800V交流輸入Vi2=0.524V輸出電壓Vo=0.272V實驗結(jié)果直流輸入信號0.800V，交流輸入信號峰峰值1.048V，輸出信號峰峰值0.524V實驗結(jié)論：實驗結(jié)果與仿真結(jié)果相符，該電路實現(xiàn)了。輸出信號與交流輸入信號相位差的奇數(shù)倍。實驗三增益帶寬積研究仿真：選擇AC掃描，測量輸出信號衰減3DB所對應(yīng)的頻率。放大器選用LM741RfR1AvBWAvBW110k10k1635.750k635.75k210

7、0k10k1091.740k917.40k31M10k1009.673k967.30k實驗結(jié)論：從第二組第三組實驗可得增益帶寬積大約為900k-1000k之間，而第一組實驗數(shù)據(jù)明顯偏差，可能是因為運放不是理想狀態(tài)運行，存在輸出電阻。當Rf變大，這種影響會變小。實驗RfR1AvBWAvBW110k10k1141.2k141.2k2100k10k1013.77k137.7k31M10k1006.03k603k實驗結(jié)論：在第一組第二組實驗中，增益帶寬積大致相等，為140k，但在反應(yīng)電阻為1M的情況下，增益帶寬積出現(xiàn)了較大偏差。其原因可能是運放不適宜，也可能是1M以上的大電阻噪聲大、穩(wěn)定性差的原因。討論、心得通過本次放大電路設(shè)計實驗，我學習了如何利用運算放大器搭建根本運算電路，加深了對集成運放電路特點的理解，學習了其設(shè)計方法。在實驗中，需注意各個管腳不要接錯接反；畫波形圖時需注意輸入輸出波形間的相位關(guān)系。在現(xiàn)實電路設(shè)計中，需要根據(jù)電路的條件，來選擇適