实验2 仪器放大器和差动放大器29

实验2 仪器放大器和差动放大器

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一．实验目的

（1）熟悉仪器放大器及其工作原理。 （2）熟悉差动放大器及其工作原理。

（3）掌握OPA2111、INA106的使用方法和应用电路。 （4）学会自动校零的方法，并会应用。

（5）熟悉小信号放大器的性能和特点，并会应用。 二．实验内容 1.电路设计与仿真

参照图11-2-5设计自动校零仪器放大器，图11-2-6设计高精度差动放大器，用Proteus 软件（或Multisim软件）对以上两个电路进行仿真，并记录仿真结果。 2．自动校零

当开关S1打在2、开关S2打在4时，完成自动校零功能，即零输入时，实现零输出。用数字万用表测量输出电压Uo，并记录数值。

图2-1

3．仪器放大器-1

当开关S1打在1、开关S2打在3时，完成小信号放大功能。 （1）用信号发生器在输入端Ui输入正弦信号，

频率为300Hz，电压（峰峰值）为50mV。用数字示波器观察输出端Uo的波形，并记录输出电压数值，计算放大倍数。

图2-2

输出电压=2.5V,放大倍数=2.5V/0.025V=100

（2）用信号发生器在输入端Ui输入正弦信号，频率固定为300Hz，将电压值

逐渐加大。用数字示波器观察输出端Uo的波形，并记录输出电压数值，计算放大倍数。

图2-3

Ui=30mV，Uo=3V，放大倍数=100

3．仪器放大器-2

（3）用信号发生器在输入端Ui输入正弦信号， 电压（峰峰值）固定为50mV，频率逐渐加大。

用数字示波器观察输出端Uo的波形，并记录输出电压的数值，计算放大倍数。

图2-4

f=400Hz时，Uo=2.5V，放大倍数=100

（4）在输入端Ui输入直流信号，电压为5～150mV。 用数字万用表测试输出端Uo的电压， 并记录输出电压的数值，计算放大倍数。

图2-5

输出电压=3.514V,放大倍数=35 4．差动放大器

（1）将开关S3、S4断开，信号由Vi2、Vi3输入。在Vi2、Vi3输入端，分别加入直流电压，用数字万用表测量并记录输出端电压Uo’的数值。

（注：①Vi2、Vi3电压之差要小于1.5V；②Vi2、Vi3最大电压值应小于10V。） Vi2=-0.5V,Vi3=0.5V,Uo’=10V

（2）将开关S3、S4闭合，信号由E1、E2输入。

用信号发生器在E1、E2输入端，分别加入方波信号，两路信号频率相同（注：范围为100～300Hz），两路信号电压范围在100～300mV。

用数字示波器观察并记录输出端Uo'的波形，并作出相应的解释。

E1、E2的频率为200Hz,电压都为200mV,UO’=12V，频率还是200Hz 三、实验结果讨论

（1）使用仪器放大器时，为什么要校零？如何校零？

答：运放受温度的影响，有零点漂移，为了抑制零漂，必须要校零。在输入端加补偿电压，当输入为零，输出也为零

（2）设计小信号放大器，在PCB布线时有哪些注意事项？ 答：1.小信号走线尽量远离大电流走线，忌平行。

2.小信号处理电路布线尽量集中，减少布板面积提高抗干扰能力。 3.一个电流回路走线尽可能减少包围面积。

4.尽可能缩短高频元器件之间连线，设法减少它们的分布参数和相互间电磁干扰，易受干扰的元器件不能和强干扰器件相互挨得太近，输入输出元件尽量远离。

5.某些元器件或导线之间可能有较高电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。

6.电源线根据线路电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路阻抗，同时使电源线，地线的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗噪声能力。 （3）如何应用仪器放大器和差动放大器？举出几个应用实例。

答：仪器放大器可用于电桥、热电偶、数据采集、RTD传感器和医疗仪器； 差动放大器抗共模干扰能力较好，应用在集成运放场合。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8i2f.html