模拟电路实验报告(一)(模板) - 图文
更新时间:2024-03-31 02:50:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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模拟电路实验报告
实验一模拟运算放大电路(一)
日期
电气工程学院
学号 16012616
姓名黄博然
任课教师团雷鸣
2013.10.23-2013.10.24
一、实验目的
1.了解运算放大器的基本工作原理,熟悉运放的使用。
2.掌握反向比例运算器、同向比例运算器、加法和减法运算及单电流放大等电路的设计方法。
3.学会运用仿真软件Multisim设计电路图并仿真运行。 4.学会连接运算放大电路,正确接线与测量。
5.复习各种仪器(数字示波器、万用表、函数发生器等)的使用。
二、实验原理。
1. 集成运算放大器是一种电压放大倍数极高的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
2.基本运算电路几种典型的运算电路如下
同相放大电路反相放大电路
减法电路
加法电路
三、预习思考。
1、 设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,将设计过程记录在预习报告上;
设计思路:
由题意,要使|AV|=10,Ri>10KΩ,所以取RF/R1=10,R1、R2、R4、RF均大于10KΩ,R1=R2=20KΩ,RF=200KΩ,R4=100KΩ
2. 设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>100KΩ,将设计过程记录在预习报告上;
设计过程:
由题意,要使|AV|=11,Ri>100KΩ,
则R3=110 KΩ,R2=100 KΩ,RF=1.1MΩ,于是,1+R4/R3=11。
3. 设计一个电路满足运算关系VO= -2Vi1+ 3Vi2
利用差分放大电路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3))Ui2-(R4/R1)Ui1 可得 R4=2*R1;R2=0;R3=R1;
4. 如上图,取R1=R3=1KΩ,RF=2KΩ,即可使VO= -2Vi1+ 3Vi2。
模拟示波器图
四、 实验内容
1、 23 页实验内容 1,具体内容改为:
(I) 图 5-1 电路中电源电压±15V,R1=10k?,RF=100 k?,RL=100 k?,RP=10k//100k?。按图连接电路,输入直流信号 Vi 分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同 Vi 时的 Vo 值,列表计算 Avf 并和理论值相比较。其中 Vi 通过电阻分压电路产生。
实验数据表格见下页
表一
序号 Ui/V U0/V Avf 理论值 1 -2.192 14.09 -10 2 -0.487 5.446 -10 3 -0.074 0.808 -10 4 0.484 -5.466 -10 5 2.080 -12.79 -10 -6.428 -11.183 -10.919 -11.293 6.149 实验结果分析:在输入Vi较小时,从表中数据可看出,运放的闭环电压放大倍数Avf的测量值和理论值比较接近,误差在12%以内,而当增加Vi时,Avf的测量值和理论值相差较大,达到了40%。这是因为当 (V+)-(V-) 较大时,运放不再工作在理想线性区,此时放大倍数不再满足线性关系。
(II) Vi 输入 0.2V、 1kHz 的正弦交流信号,在双踪示波器上观察并记录输入输出波形,在输出不失真的情况下测量交流电压增益,并和理论值相比较。注意此时不需要接电阻分压电路。
输入信号
输出信号
(III)输入信号频率为 1kHz 的正弦交流信号,增加输入信号的幅度,测量最大不失真输出电压值。
(IV) 用示波器 X-Y 方式,测量电路的传输特性曲线,计算传输特性的斜率和转折点值。
(V) 电源电压改为 12V,重复(III)、(IV),并对实验结果结果进行分析比较。 表二 15V 12V 电压 0.82V 0.59V 最大不失真输入电压 13.6V 9.08 最大不失真输出电压
2、 设计电路满足运算关系 Uo=-2Ui1+3Ui2(预习时设计好电路图,并用 Multisim 软件仿真),Ui1 接入方波信号,方波信号从示波器的校准信号获取(模拟示波器 Ui1 为 1KHz、1V(峰峰值)的方波信号,数字示波器 Ui1 为 1KHz、5V(峰峰值)的方波信号),Ui2 接入 5kHz,0.1V(峰峰值)的正弦信号,用示波器观察输出电压 Uo 的波形,画出波形图并与理论值比较。实验中如波形不稳定,可微调 Ui2 的频率。
五、 思考题
1、 理想运放有哪些特点?
答:开环增益无限大;输入阻抗无限大;输出阻抗为零;开环带宽无限; 失调及其温漂为零;共模抑制比为无穷大;转换速率为无穷大。
2、 运放用作模拟运算电路时,“虚短”“虚断”能永远满足吗?试问,在什么条件下“虚短”“虚断”将不再存在?
答:不能永远满足。当放大器不是工作在线性区时,如输出端和反相端不存在负反馈,或者当比较大,超出CCV时,虚短,虚断现象不再满足.
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