运算放大器的基本应用 模电实验.doc

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电子电路实践第1次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院 专业:电气姓名: 学号:实验室:105 实验组别:31同组人员:无实验时间:2011年4月7日评定成绩:审阅教师:实验一运算放大器的基本应用一、实验目的:熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法;熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法,以及增益、幅频特性、传输特性曲线、带宽的测量方法;了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等)的基本概念;了解运放调零和相位补偿的基本概念;掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法及实验测量技能。二、预****思考:查阅741运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。参数名称参数值参数意义及设计时应该如何考虑直流参数输入失调电压UIO1-5mV(Rs<=10K)当输入电压为零时,其输出端仍然有一个偏离零的直流电压,这是由于运放参数不对称引起的。输入偏置电流IIB10-100nA指运放输入级差分对管的基极电流的IB1,IB2。输入偏置电流的大小,在外电阻确定之后,主要决定于输入级差分的性能。偏置电流越小,信号源内阻变化引起的输出电压的变化也就越小。输入失调电流IIO2—20nA输出电压为零时,输入端电流之差。由于信号源有内阻,所以导致输入电压不为零,从而输出电压不为零。失调电流越小越好。失调电压温漂αUIO共模抑制比K70—90dB差模电压增益与共模增益之比CMR(Rs<=10K)开环差模电压增益AVD10^6运放工作在线性区,在无反馈的情况下,差模电压增益。输出电压摆幅UOM12—14V(RL=10K)10—13(RL=2K)-------,,称为带宽。带宽与增益的乘积为一常数。---(RL>=2K)表示运放在闭环状态下,1us内电压变化的最大值。极限参数最大差模输入电压UIOR+30V、-30V同相端和反相端所能够承受的最大电压。若超过,则发射极会反向击穿。最大共模+13V,-13V运放所能承受的最大的共模输入电压,若超过此值,共模抑制比会明显变小。一般指在运放做跟随器的时候,输出电压产生1%的跟随误差的时候跟随输入电压。输入电压UICR最大输出电流IOS10—40mA最大电源电压USR+22V/-22V设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,将设计过程记录在预****报告上;原理图参数选择计算741的正负极接+15和-15V,输入电阻R1为13千欧,R2为130千欧,运算放大器正极接13K//130K。输入方波的峰峰值取2V仿真结果设计一个电路满足运算关系UO=-2Ui1+3Ui2(1)原理图(2)参数选择计算Ui2峰峰值为5V,。R1=10k,R2=20K,R3=10K(3)仿真结果三、实验内容:1、基础实验:(1)±15V,R1=10kΩ,RF=100kΩ,RL=100kΩ,RP=10k//100kΩ。按图连接电路,输入直流信号Ui分别为-2V、-、、2V,用万用表测量对应不同Ui时的Uo值,列表计算Au并和理论值相比较。其中Ui通过电阻分压电路产生。Ui/VUO/--10--10----10实验结果分析:对比可以发现,当Ui为2V时,电压增益为6至7之间,比理想增益小得多。,增益近似等于10。.可能有两方面的原因:1)由于Ui是电阻分压产生的,所以当接入电路中时,所分得的电压肯定比原来小,即实际的输入电压变小了,则所测增益自然小于10;2)虽说运算放大器的输入电阻很大,但是毕竟不是无穷,所以运放同向端会有电流I+。可能当输入电压Ui增大时,I+也变大了,导致流向Rf的电流变小了,则电压增益变小了。、1kHz的正弦交流信号,在双踪示波器上观察并记录输入输出波形,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。(a)双踪显示输入输出波形图(b)交流反相放大电路实验测