集成运算放大器应用电路研究Ⅰ.docx

实验报告 课程名称： 电子电路设计实验 指导老师：成绩：__________________ 实验名称： 集成运算放大器应用电路研究（I） 实验类型： 电路实验 同组学生姓名： 一、实验目的 二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备 五、实验步骤与过程 六、实验调试、实验数据记录 七、实验结果和分析处理 八、讨论、心得 装 订 装 订 线 1、研究由集成运放构成的比例、加法、减法等基本运算电路的组成与功能，加深对集成运放线性应用电路结构和性能特点的理解，掌握其设计方法。 2、研究放大电路增益带宽积与单位增益带宽的关系。 3、了解运算放大器构成的基本运算电路在实际应用时的局限性和应考虑的问题。 二、实验理论基础 1、集成运放概述 高电压增益、高输入电阻、低输出电阻、直接耦合的多级放大集成电路。 由于集成运放具有极高的差模电压增益，要使其稳定工作于线性区，必须加深度负反馈，否则它将工作于饱和区或非线性状态。 在运放输出端与输入端之间接不同的反馈网络，可实现不同用途的电路：信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）、波形产生和变换等。 反馈，就是把输出回路中的电压或电流，通过一定的电路（反馈网络）送回到放大器的输入回路的过程。 如果反馈到输入回路中去的电量是对输入信号起抵消作用，结果使闭环放大倍数减小的，称为负反馈。反之，称为正反馈。 电压、电流反馈，串联、并联反馈。 在分析或设计集成运放构成的电路时，通常可认为运放是“理想的”： 输入阻抗 Ri =∞ 开环差模电压增益 Avd =∞ 输出阻抗 Ro =0 共模抑制比 CMRR =∞ 带宽 BW =∞ 失调、温漂等均为零 2、理想运放在线性应用时的两个重要特性 · “虚短”：V+ = V- 即运放的两个输入端的电位“无限”接近，就象短路一样，但不是真正的短路---虚短。 “虚断”：I+= 0、I-= 0 即运放的两个输入端的偏置电流趋于0，就象断路一样，但不是真正的断路---虚断。 3、基本运算电路 P.2实验名称： 集成运算放大器应用电路研究（I） P.2 装 订 线（1）反相比例放大器（电压并联负反馈） 装 订 线 放大倍数： 输入电阻 输出电阻 输出与输入成比例关系 (2)反相权重加法器 反相放大器的扩展应用，可以此类推到多个输入信号。 若R1=R2，则 若R1=R2=RF，则 输出电压为两输入电压的反相相加。 (3)同相放大器（电压串联负反馈） 若 R1 = ∞，则 ——电压跟随器 (4)差动放大器 由叠加定理得 若电路对称，即：R1 = R2，RF = RP ，则 P.3实验名称： 集成运算放大器应用电路研究（I） 姓名： P.3 装 订 装 订 线 输出电压与两个输入电压之差成正比。 三、主要仪器设备 示波器，实验电路板，信号发生器，直流电压源 四、实验任务与要求 1、反相放大器的设计研究 （1）设计一反相放大电路，要求Ri=10KΩ，| Av|=10。 （2）安装该电路，加1kHz正弦信号，研究输入、输出信号的幅度、相位关系。输入信号幅度自定。 2、设计并安装一个算术运算电路，要求实现： A、Vo = － (Vi1 + 0.5Vi2) B、Vo =Vi1 － Vi2 （A、B选做一个） Vi1用直流、Vi2用正弦信号在合适的幅度和频率范围内，进行验证并记录波形及参数。 3、增益带宽积研究 运放可工作在零频率（即直流），因此其带宽BW就等于其截止频率 fH。 增益越高，带宽越窄，增益带宽积Av·BW=常数。 当电压增益等于1时，对应的带宽称为单位增益带宽。 运放增益给定时，其最高工作频率受到增益带宽积的限制，应用时要特别注意。 这一点对晶体管放大电路同样适用。只不过晶体管电路的增益带宽积比运放电路的大得多。 1：信号频率逐渐提高时，增益Av = 1应保持不变。 输入信号：幅度50mV的正弦波。 继续提高频率直到Av’ = 0.707 Av时 所对应的频率就是运放电压增益为1 时的带宽，即单位增益带宽。 P.4实验名称： 集成运算放大器应用电路研究（I） P.4 装 订 线五 装 订 线 1、反相放大器的设计研究 （1） 电路图如下： 元件值：R1=10kΩ，RF=100kΩ，RP=9.1kΩ （2）一组直流： 输入Vi=4.56V,输出Vo=-10V （3）两组