实验一运算放大器的基本应用吴健雄最终版.docVIP

实验 运算放大器的基本应用 一、基本信息 实验时数： 学时 时间： 第周完成， ： 第周内交实验报告实验检查： ： 内容：查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。 图1.1 反相输入比例运算电路 图中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ。按图连接电路，输入直流信号i分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对应不同i时的o值，列表计算A并和理论值相比较。i通过电阻分压电路产生。 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。 输入信号频率为1kHz，增加输入信号的幅度，测量最大不失真输出电压值。RL），使RL＝Ω，测量最大不失真输出电压，并和RL＝100 kΩ数据进行比较，分析数据不同的原因。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±12V，重复(3)、(4)，并对实验结果结果进行分析比较。 保持i＝0.V不变，改变输入信号的频率，在输出不失真的情况下，测出上限频率fH并记录此时的输入输出波形，测量两者的相位差，并做简单分析。 将输入正弦交流信号频率调到前面测得的fH，逐步增加输入信号幅度，观察输出波形，直到输出波形开始变形（看起来不象正弦波了），记录该点的输入、输出电压值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析，并和手册上的转换速率值进行比较。 输入信号改为占空比为50%的双极性方波信号，调整信号频率和幅度，直至输出波形正好变成三角波，记录该点输出电压和频率值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析（这是常用的测量转换速率的方法）。 RF改为10 kΩ，自己计算RP的阻值，重复（）（）。列表比较前后两组数据的差别，从反相比例放大器增益计算、增益带宽积等角度对之进行分析。并总结在高频应用中该如何综合考虑增益带宽积和转换速率对电路性能的影响。内容：比例-积分-微分运算。 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？ 创新要求： 运用放大器的线性特性自行设计一个有意义的电路。 三、实验要求 设计反向比例放大电路，计算电路中各元件参数。 在Multisim软件平台中对所设计的电路作仿真，调整参数。其中阻容元件参数必须符合电阻、电容参数规范。 在面包板上搭试、调试电路。 测量反向比例放大电路的各项参数，包括增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法反相比例、同相比例、加法、减法等 图1.2 电压增益（电压放大倍数Au）测量 用示波器测量电压传输特性曲线的方法 双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。一种是手工逐点测量法，另一种是采用示波器X-Y方式进行直接观察。 手工逐点测量法：可以在输入端加一个输入信号，逐步改变输入端电压，每改变一次记录一个输出电压值，最后把所有测量所得数据记录在坐标纸上，所有的点连接起来就是电压传输特性曲线。这种测量方式最大的优点是设备简单，只要有信号源和电压表就可以了，缺点是繁琐，同时由于是取有限的点进行测量，有可能丢失比较重要的信息点，所以测量精度有限。 示波器X-Y方式直接观察法：是把一个电压随时间变化的信号（如：正弦波、三角波、锯齿波）在加到电路输入端的同时加到示波器的X通道，电路的输出信号加到示波器的Y通道，利用示波器X-Y图示仪的功能，在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线，同时还可以测量相关参数。测量方法如图1.3所示。 图1.3电压传输特性曲线测量 具体测量步骤如下： 选择合理的输入信号电压，一般与电路实际的输入动态范围相同，太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件；太小不能完全反应电路的传输特性。 选择合理的输入信号频率，频率太高会引起电路的各种高频效应，太低则使显示的波形闪烁，都会影响观察和读数。一般取50～500Hz即可。 选择示波器输入耦合方式，一般要将输入耦合方式设定为DC，比较容易忽视的是在X-Y方式下，X通道的耦合方式是通过触发耦合按钮来设定的，同样也要设成DC。 选择示波器显示方式，示波器设成X-Y方式，对于模拟示波器，将扫描速率旋钮逆时针旋到底就是X-Y方式；对于数字示波器，按下“Display”按钮，在菜单项中选择X-Y。 进行原点校准，对于模拟示波器，可把两个通道都接地，此时应该能看到一个光点，调节相应位移旋钮，使光点处于坐标原点；对于数字示波器，先将CH1通道接地，此时显示一条竖线，调节相应位移旋钮，将其调到和Y轴重合，然后将CH1改成直流耦合，CH2接地，此时显示一条水平线，调节相应位移旋钮