实验一 运算放大器的基本应用.doc

东南大学电工电子实验中心 实 验 报 告 课程名称： 电子电路实验 第一次实验 实验名称： 运算放大器的基本应用 院 （系）： 吴健雄学院 专 业：电类强化 姓 名： 梅王智汇 学 号： 实 验 室: 105 实验组别： 同组人员： 无 实验时间：2014年03月25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： 1、 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； 2、 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； 3、 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； 4、 了解运放调零和相位补偿的基本概念； 5、 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、预习思考： 1、 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UIO TYP1mV;MAX6mV 在输入电压为0时，存在一定的输出电压。 输入 偏置电流IIB TYP80nA;MAX500nA 第一级放大器输入晶体管的基极直流电流。这个电流保证放大器工作在线性范围，为放大器提供直流工作点 输入 失调电流IIO TYP20nA;MAX200nA 输入端的不对称特性意味着两个偏置电流几乎总是不相等的 失调电压温漂αUIO 20μV/°C 温度变化带来的失调电压变化的比例 共模抑制比KCMR MIN70dB;TYP90dB 输入端口短路线中点对地加电压和输入端口两点之间的电压的比 开环差模 电压增益AVD 106 输出端无反馈情况下，输出信号与输入差模信号的比值 输出 电压摆幅UOM MIN±12V;TYP±14V 正负输出电压的摆动幅度极限 差模输入电阻RID MIN0.3MΩ;TYP2MΩ 输入差模信号同相端与反相端之间的近似电阻值 输出电阻RO 75Ω 即运放输出电阻 交流参数 增益带宽积G.BW 0.7-1.6MHZ 有源器件或电路的增益与规定带宽的乘积 转换速率SR 0.25-0.5V/μS 该参数指输出电压的变化量 与发生这个变化所需的时间之比 极限参数 最大差模 输入电压UIOR ±30V 反向和同相输入端能承受的最大 电压值。超过这个电压值运放的功能会受到影响。 最大共模 输入电压UICR ±13V 同相端与反相输入端承受的最大 共模信号电压值。超过这个值运放的共模抑制比会显著下降，放大功能会受到影响。 最大输出电流IOS TYP±30mA;MAX±40 mA 运放所能输出的电流峰值。 最大电源电压USR ±22V 运放最大电源电压。 2、 设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri10KΩ，将设计过程记录在预习报告上； （1） 仿真原理图 （2） 参数选择计算 因为要求|Av|=10，即|V0/Vi|= |-Rf/R1|=10,故取Rf=10R1,输入电阻尽量大些，取：R1=15kΩ，Rk=150 kΩ, RL=100 kΩ （3） 仿真结果 与理论值相符。 3、 设计一个电路满足运算关系UO= -2Ui1 + 3Ui2 （1）仿真原理图 （2）参数选择计算 由于Uo=-2Ui1+3Ui2=-2(Ui1-3/2Ui2)，考虑使用2个运放，第一个运放为反相比例放大器，输入0.1Vpp，5kHz的正弦波，|Vo1/Vi1|= |-Rf1/Ri1|=3/2，故Ri1=10kΩ，Rf1=15kΩ；第二级为一个反相加法器，放大倍数为-2，选用Ri2=15kΩ，Rf2=30kΩ；由叠加原理，这两个信号并联接入第二级运放的输入端，输出为Uo=-2Ui1+3Ui2； （3）仿真结果 输出幅值值为10.3V左右，与理论值符合； 三、实验内容： 1、基本要求： 内容一：反相输入比例运算电路 (1) 图1.3中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ。按图连接电路，