东南大学模拟电路实验报告(一).docx

模拟电路实验报告实验一 模拟运算放大电路（一）电气工程学院学号 姓名 地点 104任课教师 团雷鸣日期 2013.10.23-2013.10.24得分_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，Ri10K，将设计过程记录在预习报告上；设计思路：由题意，要使|AV|=10，Ri10K，所以取RF/R1=10，R1、R2、R4、RF均大于10 K，R1=R2=20 K，RF=200 K，R4=100 K2. 设计一个同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri100K，将设计过程记录在预习报告上；设计过程：由题意，要使|AV|=11，Ri100K，则R3=110K，R2=100K，RF=1.1M，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;如上图，取R1=R3=1 K,RF=2 K,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，RL100 k，RP10k/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12345Ui/V-2.192-0.487-0.0740.4842.080U0/V14.095.4460.808-5.466-12.79Avf-6.428-11.183-10.919-11.2936.149理论值-10-10-10-10-10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。输入信号输出信号表二输入信号有效值输出信号有效值频率|AVF|(测量)|AVF|(理论)0.528V5.67V1kHz10.7410分析：运放对正弦信号发大倍数较为理想。(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。表三电压15V12V最大不失真输入电压0.82V0.59V最大不失真输出电压13.6V9.08放大倍率图测量最大不失真电压的图结果分析：曲线的斜率就是放大倍数，约为-10左右，与理论值相符合由图象可知，折线两端转折点之间距离为25V2、 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。实验波形如图所示，与仿真图像吻合，而且能实VO= -2Vi1 + 3Vi2。这个实验是在减法运算电路上所做的。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