东南大学模拟电路实验报告

东南大学电工电子试验中心试验报告课程名称：电子电路实践第五次试验试验名称：单极低频放大电路〔扩展〕院〔系：电气工程姓名：学号：试验室:104 试验时间：2023年11月20日评定成绩：批阅教师：一、试验目的1〔输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等、沟通参数〔增益带宽积、转换速率等〕和极限参数〔最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等〕的根本概念。2、娴熟把握运算放大电路的故障检查和排解方法，以及输入阻抗、输出阻抗特性、传输特性曲线的测量方法。二、试验原理三、预习思考1、查阅741参数含义。参数名称 参数值 参数意义及设计时应当如何考虑输入失调电压V 1(T) <6mVIO

该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。抱负运放当输入电压为零时，其输出电压也为零，但实际运放当输入电压为零时，其输出端仍有一个偏离零的直流电压，这是由于运放电路参数不对称所引起的。该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。指运放输入级差分对管的基极电流I

,IB1

,通常由于晶体管参输入80(T)<500nA

IB1

I 。输入偏置电流的大小，在电路外接电B2IIB直

阻确定之后，主要取决于运放差分输入级的性能，当他的值由信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小。该参数是指流入两个输入端的电流之差。输出电压为零时，两流参输入

输入端静态电流的差值，即Iio

I IB1

。其典型值为几十至数I

20(T)<200nA Na.Iio

会引起一输入电压，破坏IO 放大器的平衡，使放大器输出电压不为零。Iio映了输入级有效差分对管的不对称程度。

越小越好，他反

该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通常以αV uV/C为单位表示.指在规定范围内Vio

的温度系数。KCMR

70(T)<90dB

AVD

与共模电压增益A 之比VC集成运放工作在线性区，接入规定的负载，无负反响状况下的开环差模

106

AVD

与输出电压V0

的大小有关。通常是在AVD

规定的输出电压幅度〔如V0

10V〕AVD

又是频率的函数，频率高于某一数值后，AVD

的数值开头下降。输出 +/-10~14 正负输出电压的摇摆幅度极限VOMRIDRO

0.3~2M75

增益带宽积AOL* 是一个常量，定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域运放的增益是随增益带宽积G.BW 0.7~1.6MHZ沟通参

信号的频率而变化的，输出电压随信号频率增大而使其下降到最大值的0.707倍的频率范围，称为带宽。该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值。SR通常以V/μs为单位表示，有时也分别表示成正向变化和负向变化。当运放在闭环情数SR

0.25~0.5V/us(RL>2K)

〔通常为阶跃信号时波形将呈现肯定的延时，其主要缘由是运放内部电率中的电容充放电需要肯定的时间。SR表示运放在闭环状态下，每1us时间内输出电压变化的最大值。反相和同相输入端所能承受的最大电压值。超过这个电压值，最大差模VIOR

30V 运放输入级某一侧的BJT将消灭放射结的反向击穿，而使运放的性能显著恶化，甚至可能造成永久性损坏。极限最大共模

运放所能承受的最大共模输入电压。超过VICR

值，它的共模抑V输入电压V参 ICR数IOSVSR

13V+/-25~40mA22V

制比将显著下降。一般指运放在做电压跟随器时，使输出电压1%跟随误差的共模输入电压幅值。运放最大正向或负向的峰值电流，通常给出输出端短路的电流2、依据教材244〔指标要求以本节试验局部修改的为准并和双电源供电的比例运算电路做一个简洁的比较。答：最大不失真输出电压范围和运放的最大输出电压摆幅有关，查询数据手册可得，当电源L电压为15VRL

10K V时, OM

12~14V R；L

2K V时，OM

，计算可得

VOPP

OM

20~28V下限频率：由于该电路输入输出为直流耦合，因此Fl=0h上限频率：查询数据手册可得741的单位增益带宽〔增益带宽积〕为0.7~1.6M,又知电路5fH140~320k左右。四、试验内容1、231，具体内容改为：(I) 5-1电路中电源电压±15V，R=10kΩ，R=100kΩ，R＝220Ω，R＝10k//100kΩ。1 F L P按图连接电路，测量最大不失真输出电压，并和试验一数据进展比较，分析数据不R=220ΩR=220Ω负载R=100KΩLL无扩流有扩流正电源电压〔V〕正最大不失真输出电压〔V〕负电源电压〔V〕13.0V+15V5.12V-15V13.0V负最大不失真输出电压〔V〕-12.9V-8.34V-12.9V试验结果分析：无扩流状况下最大不失真电压要小于有扩流下的最大不失真电压压确实定值相差不大。保持Vi＝0.2V不变，转变输入信号的频率，在输出不失真的状况下，测出上限频率f并记录此时的输入输出波形，测量两者的相位差，并做简洁分析。H1〕输入输出波形图2〕上限频率fH相位差(KHz)t(μs)T(μs)Φ=t/T×360o92.587.20011.04234.8°3〕试验结果分析：放大电路的上限频率和增益的乘积为固定值，UA741的理论值为0.7~1.6MHZ，1070~160KHZ,测量结果与之相符合。将输入正弦沟通信号频率调到前面测得的fH，逐步增加输入信号幅度，观看输出波形，直到输出波形开头变形〔看起来不象正弦波了，记录该点的输入、输出电压1〕输入输出波形图频率频率输入信号ViPP输出信号VOPPdV/dtO92.8599.8mV707mV0.594V/μs2〕32〕输出信号电压对时间求导，可得电压变换率，也就是转换速率。手册中给出的转换速率为0.25~0.5V/us，实测值在该范围内。R改为0，自己计算R的阻值，重复〔V。列表比较前后两组数据的差F P别，从反相比例放大器增益计算、增益带宽积等角度对之进展分析。并总结在高频应用中该如何综合考虑增益带宽积和转换速率对电路性能的影响。重复：保持V不变，转变输入信号的频率，在输出不失真的状况下，测出上限频率fH

并记录此时的输入输出波形，测量两者的相位差，并做简洁分析。输入输出波形图上限频率f(KHz)H相位差t(μs)上限频率f(KHz)H相位差t(μs)T(μs)Φ=t/T×360o775.00.9801.360259.4°试验结果分析：R10kΩ后，增益变为1F率变大。相位同前分析，这次相位测量较之前准确。重复〔：2〕12〕频率频率输入信号ViPP输出信号VOPPdV/dtO775.0KHz175mV105mV0.670V/μs3〕试验结果分析：在高频应用时，首先要依据设计中的增益和上限频率的要求计算出增益带宽积要求，然后依据输出电压的幅度和上限频率的要求计算转换速率。2、244，具体内容改为：设计一个单电源沟通放大器，输入电压≤1V，A =5，f≤10Hz，f≥100kHz，输入电vf L H阻大于100kΩ，输出电阻小于100Ω〔带宽设计时可参考单级放大器试验〕设计图设计过程V+、V-、Vo的值；V+V+V-Vo7.307.357.38在输入端参加0.1V、1kHz的正弦沟通信号，观看并记录输入输出波形，测量Vo值，计算A；vf1〕输入输出波形图2〕ViViVoAvf100mV510mV5.1用示波器观看C两端波形〔“DC档，分析直流重量；2C2之前波形C2之后波形试验结果分析：在经过了C3之后，直流重量根本被滤掉了，只有沟通重量在起作用。自拟方案测量输入、输出电阻值、上限频率、下限频率。下限频率下限频率