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时间:2020-05-15
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1、实验一集成运算放大器的基本应用一、实验目的:了解集成运算放大器的特性与使用方法;掌握集成运算放大器的基本应用。二、实验内容:1.反相放大器反相放大器是最基本的集成运算放大器应用电路。如图1-1所示:闭环电压增益:输入电阻:Ri=R1输出电阻:Ro≈01.1所需元件与设备:传感器实验主板;反相放大器实验模块;跳线若干;1.2实验步骤:(1)选择线路板反相放大器部分;(2)将R=10KΩ电阻的两端用跳线分别接入R_IN,构成图1-1反相放大器电路;(3)接通电源,IN输入直流电压,在DRVI中观测电压输出值,验证闭环电压增益();注:用DIVI观测的电压不要超过5V,DRVI的操作见附录一,(4)
2、改变电压的输入,验证闭环电压增益();(5)改变R2的值(改为20K或51K),重复上述步骤。图1-1反相放大器图1-2同相放大器2.同相放大器同相放大器也是最基本的集成运算放大器应用电路。如图1-2所示:闭环电压增益:AVF=1+输入电阻:Ri=ric;ric为运放本身同相输入端对地的共模输入电阻,一般为108Ω输出电阻:Ro≈02.1所需元件与设备:传感器实验主板;同相放大器实验模块;跳线若干;2.2实验步骤:(1)选择线路板同相放大器部分;(2)将R=10KΩ电阻的两端用跳线分别接入R_IN,构成图1-3同相放大器电路;(3)接通电源,Vi输入直流电压,在DRVI中观测电压输出值,验证闭
3、环电压增益(AVF);(4)改变电压的输入,验证闭环电压增益(AVF);(5)改变R2的值(改为20K或51K),重复上述步骤。3.差动放大器(减法器)如图1-3所示,当运算放大器的反相端和同相端分别输入信号V1和V2时,则输出电压Vo:Vo=当R1=R2,R3=R4时为差动放大器,其差模电压增益:AVD=输入电阻:Rid=R1+R2=2R1当R1=R2=R3=R4输出电压:Vo=V2-V13.1所需元件与设备:传感器实验主板;减法器实验模块;跳线若干;3.2实验步骤:3.2.1选择减法器实验模块;3.2.2接通电源,IN-、IN+输入直流电压V1,V2,在DRVI中观测电压输出值,验证Vo=
4、V2-V1;3.2.3改变电压的输入,验证Vo=V2-V1。图1-3差动放大器(减法器)图1-4反相加法器4.反相加法器如图1-4所示,其输出电压Vo可表示为:当R1=R2=R3输出电压:Vo=-(V1+V2)4.1所需元件与设备:传感器实验主板;加法器实验模块;跳线若干4.2实验步骤:(1)选择加法器实验模块;(2)接通电源,IN1、IN2输入直流电压V1、V2,在DRVI中观测电压输出值,验证Vo=-(V1+V2);(3)改变电压的输入,验证Vo=-(V1+V2)。5.微分器如图1-5所示,其输出电压Vo可表示为:式中为微分时间常数。图1-5(a)微分器图1-5(b)三角波—方波变换电路式
5、图1-5(c)三角波—方波变换波形由于电容C的容抗随输入信号的频率升高而减小,结果是,输出电压随频率升高而增加。为限制电路的高频电压增益,在输入端与电容C之间接入一小电阻RS,当输入频率低于时,电路起微分作用;若输入频率远高于上式,则电路近似一个反相器,高频电压增益为。实际微分电路如图1-5(b)所示,若输入电压为一对称三角波,则输出电压为对称方波。如图1-5(c)5.1所需元件与设备:传感器实验主板;微分器实验模块;跳线若干;5.2实验步骤:(1)选择微分器实验模块;(2)接通电源,IN输入一对称三角波,在DRVI中观测输出波形,验证是否输出对称方波,如果不是,验证输入波形频率。6.积分器如
6、图1-6所示,其输出电压Vo可表示为:式中为积分时间常数。图1-6(a)积分器图1-6(b)方波—三角波变换电路式图1-6(c)方波—三角波变换波形为限制电路的低频电压增益,可将反馈电容C与一电阻并联。当输入频率大于时,电路起积分作用;若输入频率远低于fo,则电路近似一个反相器,低频电压增益为。实际积分电路如图1-6(b)所示,若输入电压为一对称方波,则输出为对称三角波。如图1-6(c)6.1所需元件与设备:传感器实验主板;积分器实验模块;跳线若干;6.2实验步骤:(1)选择积分器实验模块;(2)接通电源,Vi输入一对称方波,在DRVI中观测输出波形,验证是否输出对称三角波,如果不是,验证输入
7、波形频率。
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