实验三运算放大器的基本应用

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1、LimsEER电子实验报告东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路与电子线路实验

2、

3、第3次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴院专业：信息姓名：学号：实验室：金智楼502实验组别:6同组人员：实验时间：2013年04月27日评定成绩：审阅教师：交流参数增益带宽积G.BW0.7-1.6MHz有源器件或电路的增益与规定带宽乘积转换速率Sr0.25-0.5V/—指输岀电压量变化与其所需要的时间的-era最大差模±15V同相、反相端所能承受的最大的差模输入极输入电压UlOR电压。同相、反相端所能捡入的島大的共模信限最大共模±输入电压参••最大输

4、出电流losICR:::::::::::：l00kQ:::::::25,0mA虑枚所能输出的电扑峰值oL士:10kD：:::::::::R10:::::::::UsR18V电源的最:VCC•二；：■•••U2・2>理賀OOk0:rSkQ报告上：预t值。■・•rti>10KQ,将慢计过程号，超过这个值，会宥一定的共模放大作VEE::里（2）参数选择计算反馈电阻RF：一般为几十千欧至几百千欧，太大容易产生较大的噪声及漂移，故取100K,即为上图中R7。输入电阻Ri：应远大于信号源vi的内阻，考虑

5、Av

6、=10二RF/Ri,那么取值为10K,即为上图中R8o

7、平衡电阻Rp：Rp=R1//RF,即为上图中的R9与R10。输岀电阻Ro：Ro约为OoUOM，则只能输岀捱所以，在加上士2V的输入电压理论;20V的电压，趨了Uom,所以输出最当输入直流信号较大时，经过运放放大后的输出电压如超Uom的电压，根据数据手册可以看出，VCC二±15V吋，输出电压撚Uo『±2VT4V,大只有Uom那么大，然而，实验电路的Vcc为±12V,所以相比于£2V〜±14V实际的输岀电压更小了，只有10.21V和11.60V,最终导致电压增益与理论值相差较大。(2)Ui输入0.2V、1kHz的正弦交流信号，在双踪示波器上观察并记录输入输

8、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。渤:翊I电阻分压电路。(a)双踪显示输入输出波图(b)交流反相放大电路实验测量数据通过实际电路测得实验结果妬琥示：实验结果分析通过图象可以看出输入电压与输出电压相棚差180°,即为反相，符合电路的反相特性。除此以外，测量的电压增益为-10.14与理论值的误差只有1.4%,在误差诧范围内。(3)用示波器X-Y方式，测量电路的传输特性曲线，计算传输特性的喲值。(a)传输特性曲线图所加的输入信号为300Hz的正弦波，得到下图(为仿真图，实际图未照:实际电路测得的结果为：X轴为输入电压，Vin二1.

9、0V（0.5格X2V）Y轴为输出电压，Vout=/0・5V（2.1格x2V）斜率为k：k=Vout/Vin=-10.5（b）实验结果分析：得到的电压增益为-10.5,与理论结果相近似，但是与上述（2）的结果相比误差较大，主要是因为利用X-Y方式，只能靠认为读数来计算，所以较不准确2、提高要求：设计一个比例-积分-微分运算电路。满足运算公式MJO1…….一1u（t）uo100（t）1°°叫）％沪⑴+(1)dt写出具体的设计过程，比例、积分、微分的系数可以有所不同，请考虑不同的系数对设计输出有何影响？设计过程：由于课本中只是分别介绍比例、积分、微分电路，倘

10、若采用分别得到比例,积分，微分的结果后在相加，则所需器件较多，显然不合实际，故采用一个运放，将比例、积分、微分融合在一个电路中（如下仿真电路图）在复频域中，得传递函数R_f+.SC+——+A(S)廿：R其中fR1U(S)oSRfCiU(S)SRCSC1C1为比例系数,CSC11为积分系数;为微分系数。1仿真电路图:仿真结果：在输入端加上300mV,400Hz的方波，运行后示波器输出如下波形:Oscilloscope-XSCl实际电路:按照模拟电路图搭建实际电路图得到如下电路图:利用示波器测量得到的结果为下图所示:实验结果分析：通过观察波形可知实验波形与

11、仿真波形基本一致，图中振荡部分正是由于积分与微分共同作用的结果，故实验正确。四、实验体会：参数选择很重要实验前总以为此次运放的基本应用应该和书本的内容差不多，对于老师在课上再三强调的计算后选参数这个环节十分重要体会不深，以为只要满足关系便可以，然而在做实验时才发现，任意一个参数的变化都会影响整个电路的结果，故在做模电实验时，参数的选择十分重要，这单在提高部分的实验中也让我们感受很深。仿真和实际电路有差别在仿真时的结果与实际电路的结果总是存在着明显的误差，主要是由于实验中在搭建电路过程中，引脚以及接线之间的距离和接触等可能会造成耦合噪声或者产生寄生电容、

12、电感、电阻，从而导致较大误差，所以在模电实验中，接线不宜过密也不宜过疏，尽量不交叉，减小误差。