【文章內(nèi)容簡介】 理想情況下　　實際上由于元件不可能完全對稱，因此AC也不會絕對等于零。　　 共模抑制比CMRR為了表征差動放大器對有用信號（差模信號）的放大作用和對共模信號的抑制能力，通常用一個綜合指標來衡量，即共模抑制比　　　 　　　或　　差動放大器的輸入信號可采用直流信號也可采用交流信號。本實驗由函數(shù)信號發(fā)生器提供頻率f＝1KHZ的正弦信號作為輸入信號。三、實驗內(nèi)容典型差動放大器性能測試按圖31連接實驗電路，開關(guān)K撥向左邊構(gòu)成典型差動放大器。　　1) 測量靜態(tài)工作點　?、僬{(diào)節(jié)放大器零點　　信號源不接入。將放大器輸入端A、B與地短接，接通177。12V直流電源，用直流電壓表測量輸出電壓UO，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，使UO＝0。 調(diào)節(jié)要仔細，力求準確。　?、跍y量靜態(tài)工作點零點調(diào)好以后，用直流電壓表測量TT2管各電極電位及射極電阻RE兩端電壓URE，記入表3－1。表31 測量靜態(tài)工作點測量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)計算值IE(mA)Ic(mA)UCE(V)2) 測量差模電壓放大倍數(shù) 　 斷開直流電源，將函數(shù)信號發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端，地端接放大器輸入B端，構(gòu)成單端輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號為頻率f＝1KHz的正弦信號，并使輸出旋鈕旋至零（先使Ui等于0），用示波器監(jiān)視輸出端（集電極C1或C2與地之間）。接通177。12V直流電源，逐漸增大輸入電壓Ui（100mV，用交流毫伏表測量），在輸出波形無失真的情況下，用交流毫伏表測 ui，uC1，uC2，記入表3－2中，并觀察uC1，uC2與ui之間的相位關(guān)系。3) 測量共模電壓放大倍數(shù)將放大器A、B短接，信號源接A端與地之間，構(gòu)成共模輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號f=1kHz，Ui=1V（用交流毫伏表測量），在輸出電壓無失真的情況下，測量uC1， uC2之值記入表3－2，并觀察uC1，uC2與ui之間的相位關(guān)系。表32 測量電壓放大倍數(shù)典型差動放大電路具有恒流源差動放大電路單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入uiuC1(V)uC2(V)////////CMRR =││　　具有恒流源的差動放大電路性能測試將圖3－1電路中開關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動放大電路。重復內(nèi)容1－2)、1－3)的要求，記入表3－2。 相位關(guān)系的記錄方法：典型差動放大電路單端輸入時，uC1與ui之間的相位 （相同或者相反），uC2與ui之間的相位 （相同或者相反）；典型差動放大電路共模輸入時，uC1與ui之間的相位 （相同或者相反），uC2與ui之間的相位 （相同或者相反）；具有恒流源差動放大電路單端輸入時，uC1與ui之間的相位 （相同或者相反），uC2與ui之間的相位 （相同或者相反）；具有恒流源差動放大電路共模輸入時，uC1與ui之間的相位 （相同或者相反），uC2與ui之間的相位 （相同或者相反）。四、實驗報告要求　　整理實驗數(shù)據(jù)，列表比較實驗結(jié)果和理論估算值，分析誤差原因。　　 1) 靜態(tài)工作點和差模電壓放大倍數(shù)?！　? 2) 典型差動放大電路單端輸出時的CMRR實測值與理論值比較?！　? 3) 典型差動放大電路單端輸出時CMRR的實測值與具有恒流源的差動放大器CMRR實測值比較。　　比較ui，uC1和uC2之間的相位關(guān)系?！　「鶕?jù)實驗結(jié)果，總結(jié)電阻RE和恒流源的作用。五、預習要求　　根據(jù)實驗電路參數(shù)，估算典型差動放大器和具有恒流源的差動放大器的靜態(tài)工作點及差模電壓放大倍數(shù)（取β1＝β2＝100）。 測量靜態(tài)工作點時，放大器輸入端A、B與地應如何連接？　　實驗中怎樣獲得雙端和單端輸入差模信號？怎樣獲得共模信號？畫出A、B端與信號源之間的連接圖。　　怎樣進行靜態(tài)調(diào)零點？用什么儀表測UO ？怎樣用交流毫伏表測雙端輸出電壓UO ？實驗四 電壓串聯(lián)（并聯(lián)）負反饋放大電路的設(shè)計一、實驗目的了解引入負反饋后對放大器主要性能的影響。掌握深度負反饋條件下，各項性能的測試方法。二、實驗說明在實際的負反饋電路里，有四種常見的組態(tài)：電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)、電流并聯(lián)。引入負反饋后，放大電路的許多性能得到改善，如：提高了輸出的穩(wěn)定性；改善了輸入、輸出電阻（增大或減小）；展寬頻帶；降低非線性失真。電壓串聯(lián)負反饋放大電路是基本運算電路。本實驗僅對電壓串聯(lián)負反饋放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及上限頻率進行測試。電壓串聯(lián)負反饋，即同相比例運算電路，其主要特點是：（1）V+ = V－ = Vi，集成運放的共模電壓等于輸入電壓，對集成運放的CMRR 要求比較高。（2）由于是串聯(lián)負反饋，輸入電阻比開環(huán)時增加1+AF倍。由于是電壓負反饋，輸出電阻小，帶負載能力強。電壓并聯(lián)深度負反饋，即反相比例運算電路，其主要特點是：（1）集成運放的反相輸入端為虛地點，集成運放的共模輸入電壓近似為0，故這種電路對運放的CMRR要求低。（2）由于是并聯(lián)負反饋，輸入電阻低，Rif = R1。由于是電壓負反饋，輸出電阻小，Rof ≈ 0 ，帶負載能力強。三、實驗內(nèi)容（一）電壓串聯(lián)負反饋電路電路的電壓放大倍數(shù)AVf 令R1 = 10 k RF = 100 k R′= 10 k 輸入：f = 500 Hz，Vi = v的正弦信號，測量Vo值，計算AVf AVf = Vo／Vi 該電路中，當RF = 0，R′= ∞時，AVf是多少？請實際測一測，這種電路叫什么電路？特點是什么？儀 器Vi （v）Vo （v）AVf（計算值）AVf（理論值）毫伏表示波器表41 測量電壓放大倍數(shù) 電路的輸入電阻Rif在R1前面串接RS，令RS = 1M ，測量VS、Vi ，計算Rif 。Rif = 表42 測量輸入電阻儀 器VS （v）Vi （v）Rif （計算值）Rif （理論值）毫伏表示波器電路的輸出電阻Rof令RL = 510輸入：f = 500 Hz，Vi = v的正弦信號，測量并記錄：當RL = ∞時的Vo值；當RL = 510 時的VoL值，計算Rof 。Rof = 表43 測量輸出電阻儀 器Vi （v）Vo（v）VoL （v）Rof（計算值）Rof（理論值）毫伏表示波器*測量電路的上限頻率fHf 輸入：Vi = v的正弦信號，保持Vi不變，改變信號頻率，測量fHf （當 ）觀察A點電位令Vi為：、 時，測量A點電位。表44 觀察A點電位Vi （v）VA （有RF）設(shè)計一個負反饋放大器，要求AVf = 10，輸入阻抗Rif﹥1M 。畫出電路圖，計算電路參數(shù)，并實際測量是否達到設(shè)計要求。（二）電壓并聯(lián)負反饋電路 自行設(shè)計。四、實驗報告要求 計算AVf的理論值。 什么是“虛短”現(xiàn)象？什么是“虛斷”現(xiàn)象？什么是“虛地點”？請用實驗數(shù)據(jù)說明。五、思考題 電壓串聯(lián)負反饋的特點是什么？在什么情況下被采用？ 若在測電路的輸入電阻之后，忘記拆掉串在R1前面的RS（1M ），就接著測量電路fHf，這時測得的fHf值應該是偏高還是偏低？試說明信號源內(nèi)阻的大小，對于電壓串聯(lián)負反饋的反饋效果影響如何？對于電壓并聯(lián)負反饋的反饋效果影響如何？電壓并聯(lián)負反饋的特點是什么？在什么情況下被采用？ 六、備注 LM324引腳功能uA741通用高增益運算通用放大器, 雙列直插8腳或圓筒8腳封裝?？梢源鷵Q的其他運放有,uA709,LM301,LM308, LF356,OP07，op37,max427等。 實驗五 集成運放基本運算電路一、實驗目的研究由集成運算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運算電路的功能。了解運算放大器在實際應用時應考慮的一些問題。二、實驗原理　　集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大電路。當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時，可以靈活地實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數(shù)等模擬運算電路。理想運算放大器特性在大多數(shù)情況下，將運放視為理想運放，就是將運放的各項技術(shù)指標理想化，滿足下列條件的運算放大器稱為理想運放。開環(huán)電壓增益　Aud=∞輸入阻抗　　　ri=∞輸出阻抗　　　ro=0帶寬 fBW=∞失調(diào)與漂移均為零等。理想運放在線性應用時的兩個重要特性：（1）輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關(guān)系式UO＝Aud（U+－U－）由于Aud=∞，而UO為有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，稱為“虛短”?！　。?）由于ri=∞，故流進運放兩個輸入端的電流可視為零，即IIB＝0，稱為“虛斷”。這說明運放對其前級吸取電流極小。上述兩個特性是分析理想運放應用電路的基本原則，可簡化運放電路的計算?；具\算電路。用數(shù)學式子表示為：y = x1+ x2+ …… + xni1+ i2+ i3 +…… + in = if= if于是有V0 = (Vi1 +Vi2 +Vi3 +……+Vin) 如果各電阻的阻值不同，則可作為比例加法器，則有 減法器是指輸出信號為兩個輸入信號之差的放大器。用數(shù)學關(guān)系表示時，可寫為：y = x1 x2 下圖為減法器的基本結(jié)構(gòu)圖。由于 VA = VB （已知R3 = Rf）所以 積分器是指輸出信號為輸入信號積分后的結(jié)果，用數(shù)學關(guān)系表示為： 右圖是最基本的積分器的結(jié)構(gòu)圖。這里反饋網(wǎng)絡(luò)的一個部分用電容來代替電阻，則有： 上式表示了輸出信號是輸入信號積分的結(jié)果。 微分器。微分是積分的反運算，微分器是指輸出信號為輸入信號微分運算的結(jié)果。用數(shù)學式子表示為： 下圖示出微分器的基本原理圖，利用“虛斷”和和“虛短”的概念，可以建立以下關(guān)系式：三、實驗設(shè)計要求要求根據(jù)實驗原理設(shè)計反相加法運算電路、減法運算電路、積分運算電路，并設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格。整理實驗數(shù)據(jù)，畫出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）?！　⒗碚撚嬎憬Y(jié)果和實測數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。 分析討論實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。實驗提示：實驗前要看清運放組件各管腳的位置；切忌正、負電源極性接反和輸出端短路，否則將會損壞集成塊。四、實驗參考方案1. 反相比例放大電路表51Ui V V V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)V0（理論值）V0（測量值）2. 反相加法運算電路1) 按下圖連接實驗電路。2) 調(diào)節(jié)信號源的輸出。用交流毫伏表或示波器測量輸入電壓Vi及A、B點電壓VA和VB，及輸出電壓VO，數(shù)據(jù)記入表5－2。表52Ui V V V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)UAUBV0（理論值）V0（測量值）　　3. 減法運算電路 表5－3Ui V V V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)UAUBV0（理論值）V0（測量值）五、思考題為了不損壞集成塊，實驗中應注意什么問題？ 實驗六 集成運放比較器一、實驗目的掌握電壓比較器的電路構(gòu)成及特點。學會測試比較器的方法。 二、實驗原理電壓比較器是集成運放非線性應用電路，它將一個模擬量電壓信號和一個參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應用于模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。圖6－1所示為一最簡單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運放的同相輸入端，輸入電壓ui加在反相輸入端。 (a)電路圖 (b)傳輸特性圖6－1 電壓比較器 當ui＜UR時，運放輸出高電平，穩(wěn)壓管Dz反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓