东南大学模拟电路实验报告(一)

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1、模拟电路实验报告实验一模拟运算放大电路（一）电气工程学院学号姓名地点104任课教师团雷鸣日期2013.10.23-2013.10.24得分_____________一、实验目的1.了解运算放大器的基本工作原理，熟悉运放的使用。2.掌握反向比例运算器、同向比例运算器、加法和减法运算及单电流放大等电路的设计方法。3.学会运用仿真软件Multisim设计电路图并仿真运行。4.学会连接运算放大电路，正确接线与测量。5.复习各种仪器（数字示波器、万用表、函数发生器等）的使用。二、实验原理。1.集成运算放大器是一种

2、电压放大倍数极高的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。2．基本运算电路几种典型的运算电路如下同相放大电路反相放大电路减法电路加法电路三、预习思考。1、设计一个反相比例放大器，要求：

3、AV

4、=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上；设计思路：由题意，要使

5、AV

6、=10，Ri>10KΩ，所以取RF/R1=10，R1、R2、R4、RF均大于10KΩ，R

7、1=R2=20KΩ，RF=200KΩ，R4=100KΩ1.设计一个同相比例放大器，要求：

8、AV

9、=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；设计过程：由题意，要使

10、AV

11、=11，Ri>100KΩ， 则R3=110 KΩ，R2=100 KΩ，RF=1.1MΩ，于是，1+R4/R3=11。1.设计一个电路满足运算关系VO=-2Vi1+3Vi2利用差分放大电路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3))Ui2-(R4/R1)Ui1可得R4=2*R1;R2=0;R3=R1;如上图，取R1=R3=1

12、KΩ,RF=2KΩ,即可使VO=-2Vi1+3Vi2。模拟示波器图四、实验内容1、23页实验内容1，具体内容改为：(I)图5-1电路中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100kΩ，RL＝100kΩ，RP＝10k//100kΩ。按图连接电路，输入直流信号Vi分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对应不同Vi时的Vo值，列表计算Avf并和理论值相比较。其中Vi通过电阻分压电路产生。实验数据表格见下页表一序号12345Ui/V-2.192-0.487-0.0740.4842.080U0/

13、V14.095.4460.808-5.466-12.79Avf-6.428-11.183-10.919-11.2936.149理论值-10-10-10-10-10实验结果分析：在输入Vi较小时，从表中数据可看出，运放的闭环电压放大倍数Avf的测量值和理论值比较接近，误差在12%以内，而当增加Vi时，Avf的测量值和理论值相差较大，达到了40%。这是因为当(V+)-(V-)较大时，运放不再工作在理想线性区，此时放大倍数不再满足线性关系。(II)Vi输入0.2V、1kHz的正弦交流信号，在双踪示波器上观察并

14、记录输入输出波形，在输出不失真的情况下测量交流电压增益，并和理论值相比较。注意此时不需要接电阻分压电路。输入信号输出信号表二输入信号有效值输出信号有效值频率

15、AVF

16、(测量)

17、AVF

18、(理论)0.528V5.67V1kHz10.7410分析：运放对正弦信号发大倍数较为理想。(III)输入信号频率为1kHz的正弦交流信号，增加输入信号的幅度，测量最大不失真输出电压值。(IV)用示波器X-Y方式，测量电路的传输特性曲线，计算传输特性的斜率和转折点值。(V)电源电压改为12V，重复(III)、(IV)，并对实

19、验结果结果进行分析比较。表三电压15V12V最大不失真输入电压0.82V0.59V最大不失真输出电压13.6V9.08放大倍率图测量最大不失真电压的图结果分析：曲线的斜率就是放大倍数，约为-10左右，与理论值相符合由图象可知，折线两端转折点之间距离为25V1、设计电路满足运算关系Uo=-2Ui1+3Ui2（预习时设计好电路图，并用Multisim软件仿真),Ui1接入方波信号，方波信号从示波器的校准信号获取（模拟示波器Ui1为1KHz、1V（峰峰值）的方波信号，数字示波器Ui1为1KHz、5V（峰峰值）

20、的方波信号），Ui2接入5kHz，0.1V（峰峰值）的正弦信号，用示波器观察输出电压Uo的波形，画出波形图并与理论值比较。实验中如波形不稳定，可微调Ui2的频率。实验波形如图所示，与仿真图像吻合，而且能实VO=-2Vi1+3Vi2。这个实验是在减法运算电路上所做的。四、思考题1、理想运放有哪些特点？答：开环增益无限大；输入阻抗无限大；输出阻抗为零；开环带宽无限；失调及其温漂为零；共模抑制比为无穷大；转换速率为无穷大。2、运放用作模拟运算电路