北航电子实习模拟部分实验报告4.docxVIP

实验四：集成运算放大器应用一、实验目的（1）了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点；（2）了解集成运放主要参数的定义，以及它们对运放性能的影响；（3）掌握集成运算放大器的正确使用方法；（4）掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法；（5）掌握根据具体要求设计集成运算放大器的方法，并会计算相应的元件参数；（6）学习使用示波器DC、AC输入方式观察波形的方法，掌握输出波形的测量绘制方法。二、实验步骤（1）按上图搭建运放电路，观测放大倍数，并通过调节反馈电阻R5来实现改变放大器的增益。（2）调整运放的直流工作点，分析输出直流信号的幅度与参考电压的关系。（3）对电路进行温度扫描，分析其温度漂移特性如何。（4）应用AD817搭建积分器，微分器，射随器电路。（5）应用AD817搭建减法器，要求有两路信号输入，经过相减后输出，并写出减法器输出电压的表达公式。三、实验结果（1）搭建电路观察放大倍数，并通过调节反馈电阻实现改变放大器的增益。反馈电阻为1kΩ时，放大倍数接近1；5kΩ时，放大倍数接近5；增益约为R4/R1；（2）调整运放的直流工作点，分析输出直流信号的幅值与参考电压的关系VDD=2.5V，反馈电阻R4=1kΩ，此时直流分量为2.5VVDD=5V，反馈电阻R4=1kΩ，此时直流分量为4.999VVDD=10V，反馈电阻R4=1kΩ，此时直流分量为9.997VVDD=10V，反馈电阻R4=1kΩ，此时直流分量为9.997V在电路增益不变的情况下，输出电压相对于参考电压是线性变化的，直到输出电压饱和。所以参考电压的增大将导致输出电压的增大。（3）进行温度扫描在0-100度下，所有曲线基本重合，表明集成运算放大器在抑制温度漂移方面具有很好的效果。（4）搭建积分器、微分器、射极跟随器电路1）积分器电路红色为输入方波波形，通过积分器，输出为绿色三角波；2）微分器电路红色为输入三角波，通过微分电路之后，输出为绿色方波；3）射极跟随器电路输入为红色正弦波，设计放大倍数为1的射极跟随器，输出为绿色正弦波，可以看出有很好的电压跟随特性，因为电路处在负反馈部分，所以相位相反。5）减法器电路图中Rf为R4，图中 ;当Vcc1=3V,Vcc2=2V, Rf=2kΩ, 所以理论计算Uo=1.0V。从图中可以看出测量值为1.001V。四、回答问题（1）大信号放大的特性与小信号放大的特性有什么不同？答：对大信号时，需要考虑运放的转换速率SR，如果超过了运放的工作速度范围，则输出电压会出现失真，只有在范围内输出电压才能按照线性变化；对于小信号，可以认为始终满足SR的要求，同时随着频率的增大，实际转换速率也会增大，所以一般大信号下运放的带宽小于小信号的带宽。（2）运放的重要指标有哪些答：开环差模增益，共模抑制比，差模输入电阻，输入失调电压及其温漂，输入失调电流及其温漂，输入偏置电流，最大共模输入电压等（3）运算放大器AD817本身的输入电阻和输出电阻是多少？对于整体运放电路，输入输出电阻如何估算？答：AD817对应输入电阻为300kΩ，输出电阻可认为0对于整体运放电路，可以采用虚短、虚断特性估计电阻，即从电路输入端和地之间看进去的等效电阻等于输入端与虚地之间看进去的等效电阻，所以输入电阻等于信号输入端与放大器反向输入端见得电阻阻值。（4）运放的温度漂移特性如何运放的温度特性非常好，主要原因在于：运放输入级采用高性能差分放大电路，由电流源电路供电，输出采用互补输出级，电路中存在的负反馈结构等都提升了集成运放的温度稳定性。