实验四运放基本电路new解读.ppt

国 家 级 实 验 教 学 示 范 中 心 计算机科学与工程学院实验中心  实验四：运算放大器的仿真设计实验 一. 实验目的 1.了解集成运算放大器的管脚分布及其功能 2.掌握集成运放的正确使用方法及特点 3.进一步理解集成运放构成的比例放大器原理及其实际应用 4.熟练使用仿真软件 * 二、 实验原理  输入级 中间级 偏置 电路 输出级 输入端 输出端 输 入 级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。 中 间 级：共射放大电路。用于电压放大。 输 出 级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载能力。 偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态工作点。 直流耦合的多级放大电路 *  实际运放具有高增益 、低漂移、高输入阻抗、低输出阻抗、可靠性高的特点 ，因此可以视其为理想器件。运放的理想参数： （1）开环电压增益 Avd = ∞ （2）输入电阻 Rid = ∞ （3）输出电阻 Ro = 0 （4）开环带宽 BW= ∞ （5）共模抑制比 KCMR =∞ 运放的特点： * 二、 实验原理 * 2—反相输入端 、3—同相输入端 6—输出端 4—负电源端、 7—正电源端 1、5—接调零电位器 8—闲置端（NC） 1 2 3 4 741或 OP07 8 7 6 5 电路符号及封装形式 ＋ － V－ V+ Vo Vcc VDD 2 3 6 4 7 * ＋ － V－ V+ Vo Ii 理想运放的虚短和虚断是分析理想运放的两个基本法则。 理想集成运放在线性区工作时 ，一定满足： 线性放大状态的特性 称虚短路 称虚开路 *  1、 反相比例放大器 i1= i2 Vo RF R1 RP Vi i1 i2 V－ V+ 平衡电阻RP=R1//RF , 使输入级的差分放大电路对称，利于抑制零漂 三、 实验电路 * 2、 反相加法器 根据“虚短”和“虚断”的基本法则： + - ui2 uO Rf R2 ui1 R1 i1 i2 if RP 若取： 则： * 3、同相比例运算放大器 RF i2 R1 RP Vi Vo i1 V－ V+ Ii i1= i2 * 4、减法器 减法器的构成是集成运放在两个输入端同时输入信号的情况下，得到两个模拟信号相减的运算结果。 若取 、 则： + - ui1 uO Rf R1 ii if R2 R3 ui2 u+ u- 直流激励电路原理 0.7V 或 VO2 VO1 VO2 VO1 1.4V 5.1k 100 100 * 四、 测试方法 测试电路示意图 + - ui1 uO Rf R1 ii if R2 R3 ui2 u+ 7 4 +12V -12V VO2 VO1 +12V 5.1k 函数发生器 * *  含有直流分量周期电压的定量测试方法 Umax ０ Umin t Ｕ Umax Umin 1. 将基线调到合适位置 2. 垂直耦合方式拨到DC档 3. 适当调节垂直灵敏度开关 4. 读出Umax和Umin，计算V直流 V直流 * 1、反相比例放大器的设计与测试 测试条件 输出电压Uo 实测放大倍数A 所选电阻的大小 Ui A (表达式) R1 Rf 2cos2000πt V -3 在同一坐标系下定量绘出输入输出波形 f=1KHz,Ui=1Vp -10 选择相应元件，用集成运放设计并搭建一个反相放大器，完成下表的测试。 五、 实验内容 反相比例放大器的参考电路 * 2、反相比例加法器的设计与测试 测试条件 输出电压 输入输出波形 实测放大倍数 所选电阻大小 Ui1 Ui2 UO Ui Uo A R1 Rf cos2000πt v 0.2v 1v 0.2v 根据电路选择相应元件，用集成运放设计并搭建一个反相加法器，要求实现uo=﹣3(ui1+ui2) 。 五、 实验内容 反相比例加法器的参考电路 3、同相比例放大器的测试 选择相应元件，用集成运放设计并搭建一个同相放大器。完成下表的测试。 测试条件 输出电压Uo 所选电阻的大小 Ui A (表达式) R1 Rf 2cos1000πt V 2 在同一坐标系下定量绘出输入输出波形 * 五、 实验内容 *  测试条件 输出电压 所选电阻的大小 ui1 ui2 uo R1 Rf 0.7V 表达式及定量绘出输出波形 根据所给元件包选择相应元件，用集成运放设计并搭