电子技术课程设计实验报告Word格式文档下载.docx

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毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法，同时，课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。

二、实验原理

1、比例运算放大电路包括反相比例，同相比例运算电路，是其他各种运算电路的基础，我们在此把它们的公式列出：

反相比例放大器

同相比例放大器

式中

为开环电压放大倍数

为差模输入电阻

当

或

时，

这种电路称为电压跟随器

2、求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果，用运算实现求和运算时，可以采用反相输入方式，也可以采用同相输入或双端输入的方式，下面列出他们的计算公式。

反相求和电路

若

，则

双端输入求和电路

式中：

Aud=

=（1+

三、实验内容和步骤

开环差模放大倍数Avd

集成运放在没有外部反馈是的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数，用Avd表示。

它定义为开环输出电压Uo与两个差分输入端之间所加信号电压Uid之比：

Avd=Uo/Uid

按定义Avd应是信号频率为零时的直流放大倍数，但是为了测试方便，通常采用低频正弦交流信号进行。

由于集成运放的开环电压放大倍数很高，难以直接进行测量，故一般采用闭环测量方法。

Avd的测试方法很多，现采用交直流同时闭环的测试方法。

被测运放一方面通过Rf,R1,R2,完成直流闭环，以抑制输出电压漂移，另一方面通过Rf和Rs实现交流闭环。

外加信号Us经过R1，R2分压，使Uid足够小，以保证运放工作在线性区，同相输入端电阻R3应与反相输入端电阻R2相匹配，以减小输入偏置电流的影响，电容c为隔直电容被测运放的开环电压放大倍数为

测试中应注意：

测试前电路应首先消振及调零。

2被测运放要工作在线性区。

3输入信号频率应较低，一般用50~100Hz输出信号无明显失真。

（1）f=50Hz，占空比50%，R1=5.1K,R2=51时的情况：

将电路连接好如上图所示的图，首先点开函数发生器的属性，截图后保存，同理可得出Ui和Uo的波形如以下所示：

Ui的波形：

Uo的波形知道UO=11.11V

此时：

Avd=（1+5100/51）*11.118/7=160.4168

（2）f=50Hz，占空比50%，R1=5.1K,R2=510时的情况：

保持函数发生器的频率和占空比不变，R1不变，将R2扩大为十倍，可得到它们的波形图不变,如下：

函数发生器的幅值：

Uo的波形：

Avd=（1+/510）*UO/Ui=11*11.118/7=17.471

由于R2放大了十倍所以和第

（1）个实验相比AVD减小了接近十倍，但是UO的波形保持不变。

（3）f=100Hz，占空比50%，R1=5.1K,R2=51时的情况：

Avd=（1+5100/5.1）*Uo/Ui=101*11.118/12=93.5765

（3）R1=5.1k,R2=51时的情况：

将图中的信号发生器换成信号源可得以下的各个波形图形。

Ui的幅值：

Ui的示波器波形：

从实验总结：

以上数据可知：

放大倍数与R1，R2，UI，Uo有关，其中UI的值经电路设定后，不管R1,R2以及Ui是否变化都不变恒定值是11.118V。

于是就可以得出以上电路中的Avd与R1,R2，以及UI的大小有关。

由于理想运算放大器有以下特点：

1.输出电压Vo的饱和极限值等于运放的电源电压，即+Vom=V+和-Vom=V-.

2.运放的开环电压增益很高，以致查分输入电压（Vp-Vn）尽管很小。

任然可以驱使运放进入饱和区。

即，若（Vp-Vn）>

0，则VO将趋于近于正饱和极限电压+Vom=V+.反之，若（Vp-Vn）<

=0，Vo将趋于负饱和极限电压—Vom=V-.

3.与前述相反，若Vo未达到饱和极限，则差分输入电压（Vp-Vn）必趋近于零值。

当Vo处于V+与V-之间，则运放必将工作在线性区。

4.内部的输入电阻ri的阻值很高，因而可以近似认为它为无限大；

由此可以假定，流入或输出同相端和反向端的电流为零，即Ip=In=0.

5.内部的输出电阻ro的阻值很低乃可以近似的认为它为零。

出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运

放各级之间均采用直接耦合的方式。

集成运放有三种基本放大组态，即反相放大、同相放大和差动放大组态，它们是构成集成运放系统的基本单元。

　　运算放大器必须具备下列特性：

无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。

一个运算放大器模组一般包括一个正输入端（OP[_]P）、一个负输入端（OP[_]N）和一个输出端（OP[_]O）。

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端连接，形成一负反馈组态。

原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。

但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈，相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

理想运放各项技术指标具体如下：

　　1．开环差模电压放大倍数Aod=∞；

　　2．输入电阻Rid=∞；

输出电阻Rod=0

　　3．输入偏置电流IB1=IB2=0；

　　4．失调电压UIO、失调电流IIO、失调电压温漂、失调电流温漂均为零；

　　5．共模抑制比CMRR=∞；

　　6．-3dB带宽fH=∞；

　　7．无内部干扰和噪声。

　　实际运放的参数达到如下水平即可以按理想运放对待：

　　运算放大器的特性参数

电压放大倍数达到104～105倍；

输入电阻达到105Ω；

输出电阻小于几百欧姆；

外电路中的电流远大于偏置电流；

失调电压、失调电流及其温漂很小，造成电路的漂移在允许范围之内，电路的稳定性符合要求即可；

输入最小信号时，有一定信噪比，共模抑制比大于等于60dB；

带宽符合电路带宽要求即可

∙

运算放大器的应用

　运算放大器常见的应用包括数字示波器和自动测试装置、视频和图像计算机板卡、医疗仪器、电视广播设备、航行器用显示器和航空运输控制系统、汽车传感器、计算机工作站和无线基站。

同组人曹庆的实验:

放大电路求Av

原理图：

UI的幅值：

Uo:

的波形：

由以上波形知道：

AV=Uo/UI=-21/（-20.95）=1.0023

同组人罗驰航的实验：

Av1=35.913/981.819*

=36.558

AV=3.115/981.819*

=3172.68

同组人陈华杰实验：

AV=uo/ui=-4.158/135.591*

=30236