集成运放同相放大器的带宽测量设计与仿真设计报告

集成运放同相放大器的带宽测量设计与仿真姓名： 学号： 得分一、 实习目的1).巩固和加深对放大电路的相关概念（静态工作点、增益、频率响应、失真、增益带宽积、噪声和干扰等）的理解；2).掌握集成运算放大器的带宽与电压放大倍数的关系；3).了解元器件参数对电路性能和参数的决定性作用及影响；4).培养电子电路的设计能力和基本应用技能。5）使用集成运放TL072设计一个带宽BW=2MHz的同相放大器；二、实习线路及原理1、同相运算放大电路的原理图1 同相放大器电路图根据虚短，虚断的概念有：，根据图1所示的电路原理图可知：所以，即同相放大电路的增益为：。其中R3为平衡电阻，R3=R1/R2，其作用为（1）芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。芯片内部的电路通常都是直接耦合的，它能够自动调节静态工作点，但是，如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地，它的自动调节功能就不正常了，因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压，也无法拉低电源的电压，这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件，电路需要另外分析。(2)消除静态基极电流对输出电压的影响，大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡，这也是其得名的原因。2、分贝分贝表示的放大倍数-增益分贝就是放大器增益的单位-dB，放大器输出与输入的比值为放大倍数，单位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。当改用“分贝”做单位时，放大倍数就称之为增益，这是一个概念的两种称呼。dB的两个定义方式：电压（电流）放大倍数分贝数定义：K=20lg(V0/Vi)，其中K为放大倍数的分贝数，Vo为放大信号输出，Vi为信号输入；功率放大倍数分贝数定义：K=10lg(P0/Pi)，其中K为放大倍数的分贝数，Po为放大信号输出，Pi为信号输入；（K0说明信号被放大，K=0信号直通，K0说明信号被衰减）用对数方式表达电路的增益时，有以下两点优势：（1）当用对数坐标表达增益随频率变化的曲线时，可大大扩大增益变化的视野；（2）计算多级放大电路的总增益时，可将乘法化成加法计算。3. 放大器的幅频特性放大电路的频率响应指的是：在输入正弦信号的情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应。考虑电抗性元件的作用和信号角频率变化量，则放大电路的电压增益可表示为：信号的角频率；表示电压增益的模与角频率之间的关系，称为幅频特性。图2 TL072的幅频响应4. 单位增益带宽 增益带宽积单位增益带宽：运算放大器接成闭环电路，增益为1时的带宽（即电压跟随器的带宽），是运算放大器的特性.增益带宽积：是电路的电气特性，指电路的增益与带宽之积为常数。这是衡量放大器性能的一个参数，表示增益和带宽的乘积，这个乘积是一定的。三、实习内容及步骤元器件选择及参数确定1、TL0721）引脚图图3 TL072引脚图表1 TL072引脚功能引脚号引脚名功能1Output1输出12Inverting input1反向输入13Non-inverting input1正向输入14VCC-电源-5Non-inverting input2正向电源26Inverting input2反向电源27Output2输出28VCC+电源+TL072是一款高输入阻抗双电源工作的通用型运算放大器，最大工作电压为 18V，价格合理，噪音低，但是TL072功耗大。本次试验工作电压选择12V。2、实验线路图4 电路图3、方案论证令R1=10K时，R2分别为4.7K,5.1K, 7.5K得到不同增益时，正选信号发生器的频率为1KHz，查看带宽值。方案一 ：R2=4.7K时，Av=1.47, 由频域分析图知带宽为2.05MHz图五 仿真波形图方案二 ： R2=5.1K时，Av=1.5, 由频域分析图知带宽为2MHz图六 仿真波形图方案三： R2=7.5K时，AV=1.75，由频域分析图知带宽为1.71MHz图七 仿真波形图经过分析可知，R2/R1为0.5时，电路增益为1.5，带宽为2MHz，符合实验要求。5、实验分析次数AvfL(Hz)fH(MHz)带宽BW（MHz）11.4712.052.0521.5112231.7511.711.71分析表格中数据可以得到，电压增益越大，带宽越小，并且是非线性减小，再由右边一列AVBW可得电压增益和带宽的乘积为一定值3MHz。6、实验设备设备名称数量直流稳压电源1数字双踪示波器1数字信号发生器1万用表1电烙铁1示波器17、元器件清单名称数