集成电路实验讲义ppt课件

集成电路原理和应用实验，1，实验指南，实验1积分器和微分器(A741)实验23354仪表放大器和差分放大器(OPA2111，INA106)实验333电压比较器(LM311)实验4(2)熟悉集成器和微分器的特性、性能，并将应用。万用表、示波器、信号发生器、“集成电路原理和应用”实验箱、3、实验原理、1A741芯片介绍A741是使用硅外延平面工艺制作的单片高增益op放大器。其特点包括频率内补偿、短路保护、偏移电压调节功能、高输入差分模式电压和共模电压范围、无阻塞、低功耗、宽电源电压适应范围。输入共模电压范围大，未发生“阻塞”，用于积分电路、聚合电路和常规反馈放大器等电路时，不需要额外的补偿电容器。4，A741在DIP8和SO8封装、图11-2-1A741的针脚和功能、5，2集成器、图11-2-2集成器和未分类电路图、交换机S1分离后，IC1及其外围组件构成逆相集成器。6，积分器广泛用于扫描电路、A/D转换和模拟运算。输出电压与输入电压的积分成线性关系。输出电压和输入电压的关系是7，3微分器。这将导致交换机S1分离并且S2关闭时，IC2及其周围的组件构成逆微分器。图11-2-2积分器和未微分器电路图，8，未微分器具有输出电压和输入电压的细分线性关系，广泛用于波形转换和模拟运算。输出电压与输入电压的关系为，9，4集成器和微分器。换句话说，当开关S2分离并且S1闭合时，IC1，IC2及其周围的元件构成积分器和微分器。图11-2-2将集成器和未集成器电路图、10、集成器和未集成器模块安装在实验箱底部，然后关闭电源开关。1.电路设计和模拟参考图11-2-2设计集成器和未分类器。使用propertisim软件(或Multisim软件)模拟积分器和未微分器电路。记录模拟结果。11，2。整合业者(1)将交换器S1卸下。(2) 0调节：接地输入端ui1，用数字万用表测量输出电压uO1，调整零电位器Rp1，直到UO1=0(或uO1 0)。(3)方波信号输入：使用信号发生器向输入部ui1添加方波信号。频率为100Hz，电压振幅为2V。使用数字示波器观察ui1，uO1的波形并记录其值。输入信号的电压振幅保持不变，改变频率，观察并记录ui1、uO1波形。输入信号的频率不变，变更电压振幅，观察并记录ui1、uO1的波形。(4)正弦波输入：用信号发生器向输入部ui1添加正弦波信号。频率为100Hz，电压有效值为1V。用数字示波器观察Ui1、uO1波形和相位差，并记录其值。改变正弦波信号的频率，观察并记录ui1，uO1的波形和相位差。12，3。卸下未分类器(1)开关S1并关闭S2。(2) 0调节：输入端ui2接地，用数字多用表测量输出电压uO2，调整零点电位器Rp2，直到UO2=0(或uO2-0)。(3)方波信号输入：使用信号发生器将方波信号添加到输入端ui2。频率为200Hz，电压振幅为2V。使用数字示波器观察ui2，uO2的波形并记录其值。(4)正弦波输入：使用信号发生器向输入部ui2添加正弦波信号。频率为160Hz，电压有效值为1V。观察并记录Ui2、uO2波形和相位差。改变正弦波信号的频率，观察并记录ui2，uO2的波形和相位差。13，4。集成器和未分配器(1)断开交换机S2的连接并关闭S1。(2)方波信号输入：使用信号发生器向输入部ui1添加方波信号。频率为100Hz，电压振幅为2V。用数字示波器观察uo1，UO2波形并记录其值。14，实验报告要求 (1)使用AltiumDesigner09软件绘制实验电路原理图，然后将此图粘贴到实验报告中。(2)绘制了实验观察到的输入、输出信号的波形，与Proteus软件(或Multisim软件)仿真结果进行了比较和分析。(3)分析积分时间常数对输出电压梯度的影响。(4)写收获和经验。15，预习要求(1)预习本书2.2节和2.3节。(2)查看A741的数据手册或pdf，列出相应的关键参数。(3)根据实验内容和要求，设计实验数据记录表，供实验测试时使用。(4)熟悉AltiumDesigner09软件。(5)熟悉Proteus软件(或Multisim软件)。16，(1)积分误差的原因是什么？如何减少积分误差？(2)图11-2-2中R3打开时，积分器能否正常积分？怎么了？R3的阻力如何影响积分精度？(3)图11-2-2中C3打开时，未分类器是否能正常未分类？怎么了？17，熟悉实验23354仪表放大器和差分放大器(OPA2111，INA106)，实验目的(1)仪表放大器及其工作原理。(2)熟悉差动放大器及其工作原理。(3)确定OPA2111、INA106的使用方法和应用电路。(4)学习并应用自动校正0的方法。(5)熟悉小型信号放大器的性能和特性，并应用。18，实验仪器多米示波器信号发生器直流电源“集成电路原理和应用”实验箱，19，实验原理 1。opa 2111，INA106芯片简介(1)OPA2111是双低噪声精密运算放大器(BURR-BROWN，Du allow-noiseprecisionifetorialamplifer，极低部分流(经常用于仪器放大器和小信号放大器。20、B、4，3、OPA2111使用DIP8(或006E)塑料和TO-99(或001B)金属封装。OPA2111针脚和功能，如图所示。opa 2111，v，ina，ina，outa，a，1，2，5，6，7，8，INA106具有精密差分放大器的功能，可用于10、10、11的差分放大和仪器放大，而无需精密电阻网络。22、INA106使用DIP8和SO8软件包。INA106的销和功能，如图所示。sense，v，in，in，ref，100k，100k，10k，自动校对零仪表放大器，图11-2-5自动校对零仪表放大器的IC1A是主放大器，IC1B是辅助工具，IC1B与IC1A一起完成自动归零功能。交换机S1位于2上，交换机S2位于4上时自动完成0。交换机S1在1上，交换机S2在3上，完成小信号放大。图中与参数对应的电压比例为au=R2/R1=100倍。25，3。高精度差分放大器，图11-2-6高精度差分放大器，26，图11-2-6中，第一级是由OPA2111构成的高精度仪表放大器，第二级是由INA106构成的高精度差分放大器。开关S3，S4断开时，信号由Vi2，Vi3输入，输出电压为uo=10(Vi2Vi3)，开关S3，S4关闭时，信号由E1，E2输入，输出电压为，27，实验内容和相位，仪器放大器和差分放大器模块1.电路设计和模拟参考图11-2-5设计了自动校正器放大器，图11-2-6设计了高精度差动放大器，使用protous软件(或Multisim软件)模拟了这两个电路并记录了模拟结果。2.当自动遮挡0交换机S1位于2上，交换机S2位于4上时，完成自动遮挡0功能(即0输入)后，输出为0。使用数字万用表测量输出电压Uo并记录值。28，3。仪表放大器-1开关S1在1中，开关S2在3中撞击时完成小信号放大功能。(1)使用信号生成器在输入部Ui中输入正弦信号。频率为300Hz，电压(峰值)为50mV。利用数字示波器观察输出端Uo的波形，记录输出电压值，计算放大值。(2)使用信号发生器在输入侧Ui中输入正弦信号，频率固定为300Hz，电压值逐渐增加。利用数字示波器观察输出端Uo的波形，记录输出电压值，计算放大值。29，3。仪表放大器-2(3)在输入部Ui中输入正弦信号，电压(峰值)固定为50mV，频率逐渐增大。利用数字示波器观察输出端Uo的波形，记录输出电压的数值，计算放大值。(4)在输入部Ui中，以5-150mv的电压输入直流信号。使用数字万用表测试输出端Uo的电压，并记录输出电压的值，以计算放大值。30，4。差分放大器(1)分离开关S3，S4，信号由Vi2，Vi3输入。在Vi2、Vi3输入端添加直流电压，用数字万用表测量并记录输出端电压uo值。(注：Vi2、Vi3电压差异为1.5V必须小于；Vi2、Vi3最大电压值应小于10V。(2)关闭交换机S3，S4，信号由E1，E2输入。E1、E2输入部分别添加方波信号的信号发生器(注：范围为100 300 Hz)和100 300 mv两个信号电压范围。使用数字示波器观察和记录输出端Uo的波形，并适当地说明。31，实验报告要求 (1)使用AltiumDesigner09软件绘制实验电路原理图，然后将此图粘贴到实验报告中。(2)记录实验观察到的输入、输出信号的波形或数据，与Proteus软件(或Multisim软件)模拟结果进行比较和分析。(3)通过实验分析了仪器放大器的带宽和准确度。(4)写收获和经验。32，预习要求(1)预习本2.4节。(2)预习本书第2.5节。(3)查看OPA2111，INA106中的数据文档或pdf，以列出相应的关键参数。(4)根据实验内容和要求，设计实验数据记录表，供实验测试时使用。33，沉思(1)使用仪表放大器时，为什么要校正0？如何校正零？2)设计PCB布线时需要考虑的小型信号放大器吗？(？(3)如何应用仪表放大器和差动放大器？举几个应用例子。34，实验电压比较器(LM311)【实验目的】(1)熟悉单电压比较器和双极限电压比较器的工作原理、电路特性和应用。(2)掌握LM311的使用方法和应用电路。(3)掌握电压比较器的设计、测试和调整方法。35，实验仪器多米示波器信号发生器直流电源“集成电路原理和应用”实验箱，36，实验原理，1.lm 311芯片简介lm 311是专用电压比较器芯片输出与TTL、DTL和MOS电路兼容，可以驱动led和继电器。单电源或双电源、收集器输出和发射器输出、外部平衡控制和门控控制。37、LM311使用DIP8和SO8软件包。LM311的针脚和功能，如图所示。图11-2-7LM311的针脚和功能，38和2。单电压比较器，图11-2-8单电压比较器，39，(1)零交叉电压比较器开关S1关闭，S2分离时零交叉电压比较器。输入电压Ui0表示输出高水平，uo=5v输入电压ui 0表示输出较低的级别，Uo=0。(2)任意级比较器是开关S2关闭且S1分离时的任意级比较器。调整电位器Rp可以获得所有参考电位器(注：此回路设计为0 Er5v)。输入电压UiEr，输出水平高；输入电压ui er将输出低级别，Uo=0。40，窗口电压比较器可以用于输入信号ui是否在两个指定电位之间，其中较小电位为下限阈值电位EmL，较大电位为上限阈值电位EmH，其差异为阈值宽度em。如果输入信号ui在临界宽度em内或“窗口”内，则为一个逻辑级别(例如，高电平)，如果输入电压在“窗口”外，则为另一个逻辑级别(例如，低电平)，并且具有这些传输特性的比较器称为窗口电压比较器。3 .窗口电压比较器，41，图11-2-9窗口电压比较器图11-2-10窗口对电压比较器的传输特性(如图11-2-9所示的窗口电压比较器)。42，实验内容和步骤在实验箱底部安装电压比较器模块，关闭电源开关。1.单电压比较器(1)零交叉电压比较器开关S1关闭时，利用信号发生器在ui输入侧添加频率为1kHz、电压有效值为2V的正弦波信号，利用双轨制示波器观察ui、uo的波形，绘制传输特性曲线。开关S1关闭时，将正弦波信号放入ui输入部，首先固定输入信号的频率，逐渐改变输入信号电压值，并使用双轨制示波器观察ui、uo波形。固定重新输入信号的电压值，逐渐改变输入信号的频率，并使用双轨示波器观察ui，uo的波形。43，(2)任意级比较器在开关S2关闭的情况下调节电位器Rp，参考电位器获得值，使用信号发生器在ui输入部添加频率为1kHz、电压有效值为2V的正弦波信号，使用双跟踪示波器观察ui，uo的波形，绘制传输特性曲线。在开关S2关闭时调节电位器Rp，参考电位器获得值，使用信号发生器向输入部ui添加正弦波信号，首先固定输入信号的频率，逐渐