实验一运算放大器的应用电路.PDF

應用電子學實驗講義(I) 實驗一 運算放大器的應用電路 實驗目的 應用運算放大器製作濾波器、光偵測器與史密特觸發器電路並了解其動作原理。 實驗儀器 免焊萬用電路板、數位式三用電錶、直流電源供應器、示波器、訊號產生器、接線及香 蕉插座零件盒各一 741 、411 、光二極體、LED 、光敏電阻、電容及電阻若干 預習問題 1. 請問 dB的定義？何謂波德圖 (Bode plot) ？ 2. 程序 一中之低通濾波器，請計算出 (1)在很低頻時， = ？輸入輸出相位差如何？ (2)f3dB= ？在這個頻率 = ？輸入輸出相位差如何？(3)當頻率遠比 f3dB 高時，其 在 Bode Plot 上衰減的斜率應該是多少？輸入輸出相位差如何？ 3. 程序 二中之高通濾波器，請計算出 (1)在很高頻時， = ？輸入輸出相位差如何？ (2)f = ？在這個頻率 = ？輸入輸出相位差如何？(3)當頻率遠比 f 低時，其 在 3dB 3dB Bode Plot中上升的斜率應該是多少？輸入輸出相位差如何？ 4. 加分題：模擬找出預習問題 2,3的答案。 5. 證明 eq. 1.1 。並計算光二極體在850nm ，Resp.為 0.45A/W ，對應的量子效率為多大？ 在 460nm時 Resp.為 0.2A/W ，對應的量子效率又為多大？這題你可以參考我們使用的 光二極體廠商的網頁http://www.centronic.co.uk 。 6. 模擬史密特觸發器電路 , V 電壓為 0V ，使用DC Sweep模 ref 擬步驟 2 ，一樣的元件值但依步驟5改接電路使用暫態方式 再模擬一次。 實驗原理 實際 741的接法可參閱補充資料及元件資料，基本你所需要知道 圖 1.1 的事情如下： ″DIP″[dual-in-line]包裝的 IC可以很自然地插入麵包板，您絕對不需要對它的腳 [pin]做矯正 手術。(小心他從麵包板上跳起來！) 第一次接觸 IC的同學請注意接腳的編號順序。 您在使用 Op-Amp 前，必須加上電源± Vcc 如圖 1.1 。這裏Vcc 為 15Volts 。 接腳 1 和 5 為歸零用，本實驗暫不用。 所有外部電路接好後再開電源 [±Vcc] ；要拆線路前亦先關電源。 - 1 - 應用電子學實驗講義(I) 實驗步驟 一有源 (active)低通濾波器： 圖 1.2為利用 OP Amp.所設計的簡單有源低通濾波器。記得 OP Amp.要接± 15V電源。 1. V 用振幅為 1V 正弦波輸入，頻率由 100Hz 掃 in 到 100kHz ，在100, 200, 400, 700,1k, 2k, 4k, 7k, 10k, 20k, 40k,70k及 100kHz頻率，測量 Vout 之 大小及 V 和 V 之間的相位