2021年浙江大学实验报告集成运算放大器应用电路研究

2021年浙江大学#实验#集成运算放大器应用电路研究2021年浙江大学实验报告集成运算放大器应用电路研究PAGE/NUMPAGES2021年浙江大学实验报告集成运算放大器应用电路研究三墩职业技术学院试验汇报课程名称:电子电路设计试验指导老师:成绩:__________________试验名称:集成运算放大器应用电路研究试验类型:设计同组学生姓名:__________一、试验目二、试验任务与要求三、试验设计与试验参数计算（3.1总体设计、3.2各功效电路设计与计算、3.3完整试验电路……）四、关键仪器设备五、试验步骤与过程六、试验调试、试验数据统计七、试验结果和分析处理八、讨论、心得装订线试验目1、研究由集成运放组成百分比、加法、减法等基础运算电路组成与功效,加深对集成运放线性应用电路结构和性能特点了解,掌握其设计方法。2、研究放大电路增益带宽积与单位增益带宽关系。3、了解运算放大器组成基础运算电路在实际应用时不足和应考虑问。试验任务与要求总体要求:（1）试验电路选择和外围元件参数确定要有依据和计算过程。（2）运放电源电压±（12~15）V。（3）原始数据统计要详尽。1、反相放大器设计研究（1）设计一反相放大电路,要求。（2）安装该电路,加1kHz正弦信号,研究输入、输出信号幅度、相位关系。2、设计并安装一个算术运算电路,要求实现:用直流、用正弦信号在适宜幅度和频率范围内,进行验证并统计波形及参数。3、增益带宽积研究在适宜幅度和1kHz频率下,测出输出信号峰峰值,然后逐步加大频率,直至输出信号峰峰值变为原来0.707倍,测下此时电压。比较不一样反馈电阻（即不一样增益）对上限截止频率影响。试验方案设计与试验参数计算理论基础（1）集成运放高电压增益、高输入电阻、低输出电阻、直接耦合多级放大集成电路。在运放输出端与输入端之间接不一样反馈网络,可实现不一样用途电路:信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）、波形产生和变换等。在分析或设计集成运放组成电路时,通常可认为运放是“理想”:输入阻抗Ri=∞开环差模电压增益Avd=∞输出阻抗Ro=0共模抑制比CMRR=∞带宽BW=∞失调、温漂等均为零（2）理想运放在线性应用时两个关键特征“虚短”:即运放两个输入端电位“无限”靠近,就像短路一样,但不是真正短路;“虚断”:即运放两个输入端偏置电流趋于0,就像断路一样,但不是真正断路。增益带宽运放可工作在零频率（即直流）,所以其带宽BW就等于其截止频率fH。增益越高,带宽越窄,增益带宽积Av·BW=常数。当电压增益等于1时,对应带宽称为单位增益带宽。运放增益给定时,其最高工作频率受到增益带宽积限制,应用时要尤其注意。这一点对晶体管放大电路一样适用。只不过晶体管电路增益带宽积比运放电路大得多。试验电路设计试验一:反相百分比放大器（电压并联负反馈）VoViRFR1RPRL放大倍数=10输入电阻=10kΩ,输出电阻。得到,VoVi1RFR2RPR1Vi2试验二:利用反向权重加法器,为了得到,要求令。在实际试验中,取Rp=3.9kΩ。试验三:利用反向放大器电路其中,。输入信号为幅度50mV频率1kHz正弦波,逐步提升频率至幅度变为原来0.707倍,此时频率即为上限截止频率。因为电路能够在直流状态下工作,所以可认为下限截止频率为0,即上限截止频率数值为增益带宽。关键仪器集成放大电路试验电路板,直流电压源,示波器,电脑。试验数据试验一:反相百分比放大器①直流输入（DC耦合）输入信号Vi=0.800V,输出信号Vo=-8.02V|A|=10.03②交流输入（AC耦合）输入信号峰峰值Vp-pi=1.06V输出信号峰峰值Vp-po=10.72V|A|=10.11③-40dB交流输入（AC耦合）输入信号峰峰值Vp-pi=11.00mV输出信号峰峰值Vp-po=0.116V|A|=10.55试验结论:不管是直流输入还是交流输入,反向百分比放大器均可按百分比放大输入信号。若是交流信号,则输出信号反向,即与输入信号相位差为π奇数倍。试验二:算术运算电路①仿真电路图②仿真结果设置时域扫描,扫描结果以下直流输入Vi1=0.800V交流输入Vi2=0.524V输出电压Vo=0.272V③试验结果直流输入信号0.800V,交流输入信号峰峰值1.048V,输出信号峰峰值0.524V试验结论:试验结果与仿真结果相符,该电路实现了。输出信号与交流输入信号相位差π奇数倍。试验三增益带宽积研究①仿真:选择AC扫描,测量输出信号衰减3DB所对应频率。（放大器选择LM741）RfR1AvBWAv·BW110kW10kW1635.750k635.75k2100kW10kW1091.740k917.40k31MW10kW1009.673k967.30k试验结论:从第二组第三组试验可得增益带宽积大约为900k-1000k之间,而第一组试验数据显著偏差,可能是因为运放不是理想状态运行,存在输出电阻。当Rf变大,这种影响会变小。②试验RfR1AvBWAv·BW110k10k1141.2k141.2k2100k10k1013.77k137.7k31M10k1006.03k603k试验结论:在第一组第二组试验中,增益带宽积大致相等,为140k,但在反馈电阻为1MΩ情况下,增益带宽积出现了较大偏差。其原因可能是运放不适宜,也可能是1MΩ以上大电阻噪声大、稳定性差原因。讨论、心得经过此次放大电路设计试验,我学习了怎样利用运算放大器搭建基础运算电路,加深了对集成运放电路特点了解,学习了其设计方法。在试验中,需注意各个管脚不要接错接反;画波形图时需注意输入输出波形间相位关系。在现实电路设计中,需要依据电路条件,来选择适宜运放及输入电阻、反馈电阻,灵活利用基础运算电路,不然可能造成电路无法正常工作。申明本试验汇报内容可随意编辑、参考、引用,但请不要完全剽窃。本试验汇报仅供参考,严禁用于商业用途。CopyrightbyBaiduID:79085