模拟电路单元及系统实验 实验十 集成运算放大电路的应用设计.ppt

《模拟电路单元及系统实验》 实验十 集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心 制作 模拟电路单元及系统实验 实验目的 加深对集成运算放大器的工作原理和基本特性的理解。 熟悉集成运算放大器在模拟运算方面的应用。 掌握集成运算电路的设计方法和调试技巧，学习电路故障的排除方法。 设计任务1 1．设计题一 用集成运算放大器设计一电路,实现vo=3vi1-2vi2 （vi1、2vi2是交流信号）的运算功能。 指标要求: Rif≥100kΩ。 设计任务2 2．设计题二： 用集成运算放大器设计一交流放大电路。在负 载RL=2kΩ的条件下，满足以下指标要求： （1）Av=1000； （2）输入电阻Ri≥20KΩ； （3）工作频率50Hz～10kHz。 电路方案设计 1、阅读LM324或741的技术资料，熟悉其基 本应用电路； 2、确定使用多少级放大电路及其放大类型， 绘制原理框图。 3、单元电路设计，参数计算和元件选择。先 设计直流部分（包括偏置电路的设计），再 设计交流部分（包括输入电阻和反馈支路的 设计等）。 实验指南 分析条件与需求 静态工作点测试 整机动态功能测试 确定电路形式与参数 单级动态功能测试 整机性能测试 电路微调与电路确定 设计题一提示 （1）由于输入信号是交流信号，所以给运放集成电路的供 电方式采用单、双电源供电均可。当采用单电源供电时，输 入、输出端都必须加隔直电容，并注意直流偏置电路的设 计；当采用双电源供电时，同相输入端必须接阻值合适的电 阻到地，以获得运放同相输入端和反相输入端静态平衡。 单电源供电模式 双电源供电模式 设计题一提示 （2）电路形式可采用单运放的差动输入减法电路或 双运放的反相求和电路。 （3）vi1和vi2是同频同相的两个输入信号，可由分 压电路获得。例如： 分压电路 2V 1V 或 设计题二提示 （1）该题对放大倍数的要求较高，由于反相输入 放大电路的放大倍数一般在0.1～100之间，同相输 入放大电路在1～100之间，为了达到放大倍数的要 求，该电路至少由两级放大电路组成。 （2）在选择集成运算放大器时，第一级是小信号 放大，考虑满足其频带宽度即可，第二级输入信号 幅度较大，除考虑其频带宽度外，还要考虑其转换 速率。 实验内容 1. 电路供电方式的不同，有两种设计电路 。 V+ V- Vo 或 单电源供电 双电源供电 1.原理图符号： 封装图符号： 实物封装：直插式 贴片式 LM324由四个运放组成，并且独立使用。 实验内容 1. 静态工作点的测量，测出LM324 VO、V+、V- 的直流电压。 令Vi1=Vi2=0,即无交流输入 V- VO V+ V+ V- Vo ？ ？ ？ 6V 6V +12V 单电源供电 实验内容 1. 静态工作点的测量。 6V +12V 1、测量LM324 VO、V+、V- 的直流电压。 正确 进行动态的测量 2、测量中点电压 3、断开R2，测量中点电压 检查反馈电路元件有无接错，检测LM324的好坏 错误 正确 错误 4、检查分压电路有无接错。 正确 错误 实验内容 双电源供电 1、测量LM324 VO、V+、V- 的直流电压。 正确 进行动态的测量 错误 检查反馈电路元件有无接错，检测LM324的好坏 +12V 地 -12V 1 2 3 4 11 200k 100k 10uF 200k 2.验证运算关系：(Vo= 3Vi1- 2Vi2） Vi1 Vi2 理论Vopp 实测Vopp 输入、输出波形 2Vpp 1Vpp 1Vpp 2Vpp 两输入信号对调 ２、研究变化关系 把减法电路变成比例放大电路，（把其中一个输入端接地）。 输入端接地 １．电源 ２．频率 ３．负载 f=1K、负载= ∞ 电源=12V、负载= ∞ f=1K、电源=12V Vcc Vopp 关 系 f Vopp 关系 RL Vopp 关系 6 1K 300 9 10K 1K 12 50K ∞ 调节方法 １．改变电源电压为6V（9V、12V），逐渐增大输入电压，使输出电压波形出现最大不失真。 ２．改变输入信号频率为1K(10K、50K)，逐渐增大输入电压，使输出电压波形为锯齿波，然后减小输入电压，使输出电压波形为最大不失真正弦波． ３．改变负载为300(1K、∞)，逐渐增大输入电压，使输出电压波形出现最大不失真． 1.改变电源电压， 增大输出电压后的波形 3.改变负载 增大输出电压后的波形 最大不失真正弦波 ２.改变输入电压频率（50K）， 增大输出电压后的波形 减小输入电压 2.直至