實(shí)驗(yàn)三運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

1、limseer 電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告東南大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：電路與電子線路實(shí)驗(yàn)|第3次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱： 運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用院（系）： 吳院專 業(yè)：信息姓 名：學(xué) 號(hào)：實(shí)驗(yàn)室： 金智樓502 實(shí)驗(yàn)組別:6同組人員： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2013年04月27日評(píng)定成績(jī)： 審閱教師： 交流參數(shù)增益帶寬積g.bw0.7-1.6mhz有源器件或電路的增益與規(guī)定帶寬乘積轉(zhuǎn)換速率sr0.25-0.5v/ 指輸岀電壓量變化與其所需要的時(shí)間的-era最大差模± 15v同相、反相端所能承受的最大的差模輸入極輸入電壓ulor電壓。同相、反 相端所能 撿入的島大的共模信限最大共模±輸入電壓參 最

2、大輸出電流losicr :：l00kq :25,0ma 慮枚所能輸出的電撲峰值ol士:10kd：:r10 :usr18v電源的最:vcc 二；： u22>理賀ook0 :rskq報(bào)告上：預(yù)t值。 rti>10k q,將慢計(jì)過程號(hào)，超過 這個(gè)值， 會(huì)宥一定 的共模放 大作vee :里（2）參數(shù)選擇計(jì)算反饋電阻rf： 一般為幾十千歐至幾百千歐，太大容易產(chǎn)生較大的噪聲及漂移，故取100k,即為上圖中r7。輸入電阻ri：應(yīng)遠(yuǎn)大于信號(hào)源 vi的內(nèi)阻，考慮|av|=10二rf/ri ,那么取值為10k,即為上圖中r8o平衡電阻rp： rp=r1/rf ,即為上圖中的 r9與r10。輸岀電阻ro

3、： ro約為oouom，則只能輸岀捱所以，在加上士2v的輸入電壓理論;20v的電壓，趨了 uom,所以輸出最當(dāng)輸入直流信號(hào)較大時(shí)，經(jīng)過運(yùn)放放大后的輸出電壓如超uom的電壓，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)可以看出， vcc二±15v吋，輸出電壓撚uo±2vt4v,大只有uom那么大，然而，實(shí)驗(yàn)電路的 vcc為±12v,所以相比于£2v±14v實(shí)際的輸岀電壓更小了，只有 10.21 v和11.60v,最終導(dǎo)致電壓增益與理論值相差較大。(2) ui輸入0.2v、 1khz的正弦交流信號(hào)，在雙蹤示波器上觀察并記錄輸入輸出波形 在輸出不失真的情況下測(cè)量交流電壓增益，并和理

4、論值相比較。渤:翊i 電阻分壓電路。(a)雙蹤顯示輸入輸出波圖(b)交流反相放大電路實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù) 通過實(shí)際電路測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果妬琥示：實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析通過圖象可以看出輸入電壓與輸出電壓相棚差180°,即為反相，符合電路的反相特性。除此以外，測(cè)量的電壓增益為 -10.14與理論值的誤差只有1.4%,在誤差詫范圍內(nèi)。(3)用示波器x-y方式，測(cè)量電路的傳輸特性曲線，計(jì)算傳輸特性的喲值。(a)傳輸特性曲線圖所加的輸入信號(hào)為 300hz的正弦波，得到下圖(為仿真圖，實(shí)際圖未照:實(shí)際電路測(cè)得的結(jié)果為：x軸為輸入電壓， vin二1.0v （0.5格x 2v）y軸為輸出電壓， vout=/05v （2.1

5、格x 2v ） 斜率為 k： k= vout/ vin=-10.5（b）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：得到的電壓增益為-10.5,與理論結(jié)果相近似，但是與上述（2）的結(jié)果相比誤差較大，主要是因?yàn)槔?x-y方式，只能靠認(rèn)為讀數(shù)來計(jì)算，所以較不準(zhǔn)確2、提高要求：設(shè)計(jì)一個(gè)比例-積分-微分運(yùn)算電路。滿足運(yùn)算公式mjo1 .一 1 u （t） uo 100（t）1°°叫）滬+(1)dt寫出具體的設(shè)計(jì)過程，比例、積分、微分的系數(shù)可以有所不同，請(qǐng)考慮不同的 系數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)輸出有何影響？設(shè)計(jì)過程：由于課本中只是分別介紹比例、積分、微分電路，倘若采用分別得到比例,積分，微分的結(jié)果后在相加，則所需器件較多，顯然

6、不合實(shí)際，故采用一個(gè)運(yùn) 放，將比例、積分、微分融合在一個(gè)電路中（如下仿真電路圖）在復(fù)頻域中， 得 傳 遞 函 數(shù)r_ f + .sc+a(s)廿：r其中fr1u (s)osrf ciu (s)srcsc1c1為比例系數(shù),csc11為積分系數(shù);為微分系數(shù)。1仿真電路圖:仿真結(jié)果：在輸入端加上300mv , 400hz的方波，運(yùn)行后示波器輸出如下波形:oscilloscope-xscl實(shí)際電路:按照模擬電路圖搭建實(shí)際電路圖得到如下電路圖:利用示波器測(cè)量得到的結(jié)果為下圖所示:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過觀察波形可知實(shí)驗(yàn)波形與仿真波形基本一致，圖中振蕩部分正是由于積分與微分共同作用的結(jié)果，故實(shí)驗(yàn)正確。四、實(shí)驗(yàn)體會(huì)：參數(shù)選擇很重要實(shí)驗(yàn)前總以為此次運(yùn)放的基本應(yīng)用應(yīng)該和書本的內(nèi)容差不多，對(duì)于老師在課上再三強(qiáng)調(diào)的計(jì)算后選參數(shù)這個(gè)環(huán)節(jié)十分重要體會(huì)不深，以為只要滿足關(guān)系便可以，然而在做實(shí)驗(yàn)時(shí)才發(fā)現(xiàn)，任意一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)影響整個(gè)電路的結(jié)果，故在做模電實(shí)驗(yàn)時(shí)，參數(shù)的選擇十分重要，這單在提高部分的實(shí)驗(yàn)中也讓我們感受很深。仿真和實(shí)際電路有差別在仿真時(shí)的結(jié)果與實(shí)際電路的結(jié)果總是存在著明顯的誤差，主要是由于實(shí)驗(yàn)中在搭建電路過程中，引腳以及接線之間的距離和接觸等可能會(huì)造成耦合噪聲或者產(chǎn)生寄生電容、電感、電阻，從而導(dǎo)致較大誤差，所以在模電實(shí)驗(yàn)中，接線不宜過密也不宜過疏，盡量不交叉，減 小