使用单电源的运放交流放大电路研究

使用单电源的运放交流放大电路

在采用电容耦合的交流放大电路中，静态时，当集成运放输出端的直流电 压不为零时，由于输出耦合电容的隔直流作用，放大电路输出的电压仍为零。所 以不需要集成运放满足零输入时零输出的要求。 因此，集成运放可以采用单电源 供电，其-VEE 端接"地"（即直流电源负极），集成运放的+Vcc 端接直流电源正极， 这时，运放输出端的电压 V0只能在0?+Vcc 之间变化。在单电源供电的运放交 流放大电路中，为了不使放大后的交流信号产生失真， 静态时，一般要将运放输 出端的电压V0设置在0至+Vcc 值的中间，即V0=+Vcc/2。这样能够得到较大的 动态范围；动态时，V0在+Vcc /2值的基础上，上增至接近+Vcc 值，下降至接 近0V,输出电压uo 的幅值近似为Vcc /2。图3请见原稿

Q +Voc

Ri

1. 2. 1单电源同相输入式交流放大电路

图3是使用单电源的同相输入式交流放大电路。电源 Vcc 通过R1和R2 分压，使运放同相输入端电位由于 C 隔直流，使RF 引入直流全负反馈。所以， 静态时运放输出端的电压 V0=V-~V+=+Vc /2; C 通交流，使RF 引入交流部分负 反馈，是电压串联负反馈。放大电路的电压增益为

单管交流放大电路

一．实验目的

1．掌握单管放大器静态工作点的调整及电压放大倍数的测量方法。

2．研究静态工作点和负载电阻对电压放大倍数的影响，进一步理解静态工作点对放大器工作的意义。

3．观察放大器输出波形的非线性失真。

4．熟悉低频信号发生器、示波器及晶体管毫伏表的使用方法。

二．电路原理简述

单管放大器是放大器中最基本的一类，本实验采用固定偏置式放大电路，如图2-1所示。其中RB1=100KΩ，RC1=2KΩ，RL1=100Ω，RW1=1MΩ，RW3=2.2kΩ,C1=C2=10μF/15V,T1为9013(β=160-200)。

图2-1 为保证放大器正常工作，即不失真地放大信号，首先必须适当取代静态工作点。工作点太高将使输出信号产生饱和失真；太低则产生截止失真，因而工作点的选取，直接影响在不失真前提下的输出电压的大小，也就影响电压放大倍数（Av=V0/Vi）的大小。当晶体管和电源电压Vcc=12V选定之后，电压放大倍数还与集电极总负载电阻RL’(RL’=Rc//RL)有关，改变Rc或RL，则电压放大倍数将改变。

在晶体管、电源电压Vc

桂林理工大学单管交流放大电路实验报告

实验一 单级交流放大电路

实验日期: 2013.10.25 成 绩：

一、实验目的及要求

1熟悉电子元件和模拟电路实验箱；

2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响； 3.学习测量放大电路Q点，Av,ri,ro的方法，了解共射极电路特性； 4.学习放大电路的动态性能。

二、仪器用具 1．示波器 2.信号发生器 3.数字万用表 三、实验原理

图1.1基本放大电路

图1.2工作稳定的放大电路

桂林理工大学单管交流放大电路实验报告

图1.3小信号放大电路

图1.4 输入电路测量

图1.5输出电阻测量

四、实验步骤（包括实验结果与数据处理） 1.转接电路与简单测量

桂林理工大学单管交流放大电路实验报告

图1.1 基本放大电路

（1）用万用表判断试验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。 （2）按图1.1所示，连接电路（注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，将RP的阻值调到最大。 2.静态测量与调整

（1）接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变Rp，记录Ic分别为2mA、3mA、4mA、5mA的三极管V的 值。

注意：a.I

电子设计制作大赛中的

基本概念、基本知识与基本方法汇编

电信学院

一、 运算放大器的使用

2运算放大器的基本结构

2运算放大器输入端的偏置 2运算放大器的单电源使用 2运放输出摆幅与电源电压

2运算放大器的开环使用与闭环使用 2运算放大器的自激 2运算放大器的主要指标

尹建新

二、 振荡器的基本概念（待续）

三、 滤波器（有源滤波器）的带外特性（待续） 四、 工频干扰（待续）

五、 管子发烫问题的分析（待续） 六、 数量级概念（待续）

七、 集成稳压器的内阻与电源去耦（待续）

一、运算放大器的使用

运算放大器是使用得最为广泛的模拟集成电路，由其构成的放大器、加法器、比较器、恒流源、振荡器、脉冲处理电路、微积分电路、有源滤波器、施密特触发器等等，不仅在电子设计制作比赛中，而且在工程应用上频频出现。但一般教材往往重在介绍其典型应用电路，而对于集成运放器件本身的使用（无论是开环使用与闭环使用）很少予以注重，故此处进行专题讲解。

1．运算放大器的基本结构

所有的运算放大器都可以分为输入级、中间级和输出级构成，如图1所示：

图1

整个运放的增益主要由输入级提供，而输出级只是一种互补推挽形式的跟随器，以提供一定的电流输出。虽然从使用的角度出发，我们并没有

4. 放大器的单电源应用

7.1. 单电源运放的应用基础 7.1.1. 什么是单电源运放

所有的运放都有两个电源管脚，正的和负的。我们并不赞同把运放分为两类：双电源运放和单电源运放，因为这容易让初学者产生误解：似乎单电源运放必须接单一电源，而双电源运放必须接两个电源，其实不然。正确的理解是，任何运放都可以单电源工作，也可以双电源工作，但是，确实有一些运放，非常适合于工作在单一电源供电场合，厂家也在数据手册中标注“Single-Supply”或者将运放的电源脚干脆定义成“VDD”+“GND”。这就是现在俗称的单电源运放。

所谓的单电源运放，一般指输入端可以接受等于负电源或者低于负电源的电位的运放，也就是输入可至负轨（见下节）。它们适合于单电池供电的便携设备中。

通常，单电源运放的某些指标要差于双电源运放，比如带宽，失真度等。 所谓的双电源运放，其实也可以工作于单电源状态下，只是你得在设计中考虑它具有较高的输出摆幅死区—电源电压与输出最大值之间的差值，以及较高的输入摆幅死区。

因此，在一般单电源设计中，请首先选择标称为单电源运放的放大器，在高手或者极为谨慎的情况下，选择其它高性能双电源运放也是可以的。

本文中所述的运放，除非特殊说明，一般以TI公

运放基本应用电路

运放基本应用电路

运算放大器是具有两个输入端，一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。运算放大器可进行直流放大，也可进行交流放大。 Rf

使用运算放大器时，调零和相位补偿是必 须注意的两个问题，此外应注意同相端和反相 +15V 端到地的直流电阻等，以减少输入端直流偏流 UI R1 2 7 引起的误差。 6 UO

μA741 1．反相比例放大器 3 4 电路如图1所示。当开环增益为 ?（大于 RP -15V 104以上）时，反相放大器的闭环增益为： RfU

专业：电子信息工程 姓名：彭嘉乔 实验报告

学号：3130104084 日期：2015.04.16 地点：东3-211 课程名称：电路与电子技术实验II 指导老师：沈连丰 成绩：__________________ 实验名称：集成运放组成的基本运算电路 实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、 实验目的和要求

1、研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能； 2、了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题；

3、理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响； 4、了解集成运算放大电路的三种输入方式。

二、实验内容

1、实现两个信号的反相加法运算。 2、实现同相比例运算。

3、用减法器实现两信号的减法运算。 4、实现积分运算。（选做

单电源运算放大器的设计考虑

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单电源运算放大器的设计考虑 (2007-07-10) 新日本无线新推双通道J-FET输入运算放大器,具低失调温度漂移 (2007-07-09) 奥地利微电子新推运算放大器,具高输出驱动能力 (2007-07-06) 单电源运放图集 (2007-07-06) ST发布运算放大

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单电源运算放大器的设计考虑通常，

实验二 单级放大电路

一、实验目的

1. 学会测量和调试放大器的静态工作点。

2. 掌握测量放大器的电压放大倍数、输入和输出电阻的方法。 3. 熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫（微）伏表、电子线路实验学习机等的使用方法。 二、实验器材 1. 双踪示波器

2. 函数信号发生器 3. 交流毫伏表

4. 电子线路实验学习机一台 5. 数字万用电表

三、预习要求

1. 搞清下列问题：

（1）什么叫静态工作点？用哪些量来描述，用哪些仪器来测量。 （2） 如何调整、测量静态工作点？

（3） 放大器的动态指标是指：信号的幅度和周期（频率）、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）、幅频特性曲线和通频带。如何测量？（在什么条作下，用什么仪器测量）

（4）测量IC有几种方法，并说明其优、缺点。 （5）根据所给电路参数，估算出电路的放大倍数Au，输入电阻ri,输出电阻ro。

四、实验原理

放大器的基本任务是不失真地放大信号，实现输入变化量对输出变化量的控制作用。要使放大器正常工作，除有保证放大器正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。 1. 静态工作点的测量与调试

放大器的静态工作点是指放大器输入信号为零（即ui?0）时，

UCEQ、

实验1 单级放大电路（2）

一、实验目的

1.学习测量共射极放大器的AV的方法，了解共射极电路特性。 2.加深理解静态工作点的设置对放大器动态范围的影响。 二、实验仪器

1.双踪示波器 OS-5040A 2.信号发生器 FG-7002C 3.台式数字万用表 DM-441B 三、实验原理

1、调节Rp5可以改变放大器的静态工作点，当Uc=Vcc/2时，Q点为最佳工作点，放大器具有最大动态范围，改变Rp5当Ic增大时Uc减小Q点上移，反之Q点下移。

2、图1.3中1R1和1R2构成衰减器（分压电路），其作用时将输入的强信号衰减100倍后再送入放大器输入端，目的是为了降低放大器输入端的干扰信号，改善实验效果。

3、图1.3中1R8的作用时稳定直流工作点Q，降低Q点的漂移，1C4为旁路电容，其作用是给交流信号提供通路，避免交流信号在1R8上产生电压降，而引入负反馈，降低Vi的电压增益Av。 四、实验内容及步骤 （1）按图1.3接线。

1R351kΩ1R55.1kΩ+12VRbRp550%1M信号发生器XFG1Vi5.1kΩ1R1A(红夹子)RL1R251ΩB(黑夹子)1R424kΩ1C410μF1R9: 5K11R10: 2K2C1C110