实验七单运放应用电路实验一.docx

实验七单运放应用电路实验一.docx

《实验七单运放应用电路实验一.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验七单运放应用电路实验一.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验七单运放应用电路实验一

实验七单运放应用电路实验一

一、实验目的

1.掌握用集成运算放大器组成比例，求和电路的特点及性能。

2.学会上述电路的测试和分析方法。

二、实验仪器

电子技术根底实验系统、JC-A5-1单运放应用模块一、JC-A18可调电阻模块、+12V直流电源、信号源SP1641B、示波器UT2102CEL、万用表UT39A。

三、预习要求

1.掌握电压跟随电路，反向、同向比例放大电路的工作原理。

2.掌握反向、同向求和放大电路的工作原理。

3.掌握加减法放大电路的工作原理。

四、实验内容及步骤

比例运算电路可以是交流运算，也可以是直流运算。

输入信号如果是直流，那么需加调零电路。

如果是交流信号输入，那么输入、输出端要加隔直电容，而调零电路可省略。

选择集成运算放大器时，首先应查阅手册，了解运放主要参数，一般为了减小闭环增益误差，提高放大电路的工作稳定性，应尽量选用失调温漂小，开环电压增益高，输入电阻高，输出电阻低的运算放大器。

根据所学知识完成以下实验。

1.电压跟随电路

根据图7-1连接实验电路，S3为输入端Vin，并按照表7-1提供的表格测试实验数据。

图7-1电压跟随电路

表7-1

Vin〔V〕

-2

-0.5

0

+0.5

1

Vout〔V〕

RL=∞

RL=5.1K

2.反向比例放大电路

反向比例放大器的特点：

用运算放大器组成的反相放大电路如图7-2所示。

根据集成运算放大器的根本原理，反向比例放大电路的闭环特性为：

闭环电压增益：

输入电阻：

Ri=R5

输出电阻：

Ro≈0

综上可以看出由运放组成的反向比例放大电路有如下几个特点：

在深度负反应的情况下，电路的放大倍数只与电阻R5、R10有关。

由于同向端接地，故反相端的电位为“虚地〞，因此，对前级信号源来讲，其负载不是运放本身的输入电阻，而是电路的闭环输入电阻R1

在深度负反应的情况下，运放的输入电阻很小。

根据综上所述完成以下实验

（1）根据图7-2反向比例放大电路连接实验电路，S2为输入端Vin，S5接GND；并按照表7-2提供的表格测试实验数据。

图7-2反向比例放大电路

表7-2

直流输入电压Vin〔mV〕

30

100

300

500

1000

直流输出电压Vout

理论估算〔mV〕

实际值〔mV〕

误差

表7-3

测试条件

理论估算值

实测值

ΔVout

RL〔负载〕开路直流输入信号Vin由0变为800mV

ΔVAB

ΔVR8

ΔVR5

ΔVOL

RL〔负载〕由开路变为5K1，Vi=800mV

（2）按照表7-3测试实验数据。

（3）测量上图的上限截止频率。

3.同向比例放大电路

由运放组成的同向输入比例放大器电路如图7-3所示。

同向比例放大器的电压放大倍数为：

输入电阻为：

因为ri趋近于无穷大，所以Ii趋近于0，故输入电阻为无穷大。

输出电阻为：

R0=0

根据综上所述完成以下实验：

（1）根据图7-3同相比例放大电路连接实验电路，S4为输入端Vin，S2接GND；并按照提供的表7-4测试实验数据。

图7-3同相比例放大电路

表7-4

直流输入电压Vin〔mV〕

30

100

300

1000

3000

直流输出电压Vout

理论估算〔mV〕

实际〔mV〕

误差

表7-5

测试条件

理论估算值

实测值

ΔVout

RL〔负载〕开路直流输入信号Vin由0变为800mV

ΔVAB

ΔVR8

ΔVR5

ΔVOL

RL〔负载〕由开路变为5K1，Vi=800mV

（2）按照表7-5测试实验数据。

（3）测量上图的上限截至频率。

（4）注意：

对于同相比例电路运算电路，还要特别注意存在共模输入信号的问题，也就是说，要求集成运算放大器允许的共模输入电压范围必须大于实际的共模输入信号幅值。

并要求有很高的共模抑制比。

4.反向求和放大电路

如图7-4所示为反向求和放大电路，利用虚短、虚断原理可知：

Is1+Is2=IR10

即：

如果R4=R5=R10那么公式可化简为：

-Vout=Vs1+Vs2

注：

公式中的负号是因为反向输入引起的。

根据综上所述完成以下实验进展验证：

根据图7-4连接实验电路，S1、S2分别输入信号Vin1与Vin2，S5接GND。

并按照提供的表7-6测试实验数据。

图7-4反向求和放大电路

表7-6

Vin1〔V〕

0.3

-0.3

Vin2〔V〕

0.2

-0.2

Vout〔V〕

5.双端输入求差电路（差分比例运算）

如图7-5所示电路是用来实现两个电压相减的求差电路，利用虚短虚断原理可知：

i1=i4，即

i2=i3，即

由虚短概念可知：

Vn=Vp

综上可得：

Vout=（

）（

）Vs3—

=〔

〕〔

〕Vs3—

〔求差公式〕

令R10/R5=R8/R6得：

Vout=

电路的电压增益为：

Avd=

根据综上所述完成以下实验

根据图7-5连接实验电路，S2、S3分别输入信号Vin1与Vin2，S5接GND。

并按照提供的表7-7测试实验数据。

图7-5双端输入求和电路

表7-7

Vin1〔V〕

1

2

0.2

Vin2〔V〕

0.5

1.8

-0.2

Vo〔V〕

五、Multisim的实验步骤

1.翻开软件，建立新图纸

双击桌面上的Multisim图标，翻开Multisim软件；

2.在图纸中放置元器件。

点击菜单栏Plach—ponent—在下拉菜单Group中选Analog然后OPAMP选择适宜的运放。

图7-6双向输入求和仿真电路

3．在图纸中放置仪器仪表，配置仪器的各向参数。

4．按照实验方法在Multisim中连接电路连接上述电路。

5．点击工具栏中开场按钮进展仿真。

六、考前须知

1：

做实验前应检查实验设备是否良好。

2：

测量时必须保证测量引脚共地良好。

3：

进展端点连接时应保证端点与引线接触良好。

4：

进展外接电阻时注意共地。