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1、华中师范的大学物理科学与技术学院卓涛璐差分输入毫伏表实验报告一、实验目的：1、熟悉差分输入毫伏表的工作原理。2、掌握差分输入毫伏表的调试方法。、实验原理:V1N-R111KR1100KR2100KR121KR31D0KR4100KIC1A「LB84十••••••••R556C1147UTP11♦R620KR710KD11N4148IC1TLD84••••V--D21N4148R1356R9200KTP2R8820KRP1100KC2104HIC1CTU5849_10R1056TP3(1)放大倍数为表述方便，将原理图最左边5个接口，从上到下依次标号为a、b、c、d、e。ui/2向c接口输入电压
2、Ui,其余4个借口均视为接地，芯片引脚1口输出电压为UQ,利用运算放大器中虚短虚断，可以得到等式：w0_R4+R'uj2/?,代入电阻值，可以得到放大倍数力1。同理电压从a、b、d借口输入时的电压放大倍数分别为-100、-1、100。当输入电压为10mV时，输出端(或TP1端)，电压力1OmV(A=l)或IV(A=IOO)。(2)差分输入以放大倍数A=1进行说明。信号源的正极连c接口，负极连b接口，正极输入电压为U,负极输入电压为-u，
3、u
4、=0.5V，输出电压为:=A•w+(―A)•(―z/)=2A
5、w
6、=1(3)共模输入以放大倍数A=1进行说明。信号源的正极连c、b接口，负极接地，正极输
7、入电压为u，，输出电压为：Wq=A'u~~(—A)•(w)=0(4)第一级输入的是正弦波，第二级屮由于二极管的作用，使得第二级输出的波形是没有正半周期的正弦波。第三级又巾于电界的作用，使得其输出为直流，且输出的电压值与第一级输入的有效电压值相等。三、调试步骤：(1)第一级差分放大器：a、测量计算共模抑制比(A=l,VIN=1Vf=lkHz；A=100,V1N=10mVf=100Hz),结果用dB方式表示。对照测试结果，分析不同A时对共模抑制比的影响。b、连接成同相放大器，测量带宽(A=l,VIN=1V；A=100,VIN=10mV)c、连接成反相放大器，测量输入失调电压(A-100)(2)
8、精密检波器。从第一级输入，第二级精密检波器TP2输出：观察记录波形。(A=l,V1N=1V,f=lkHz)。改变信号源频率，同时观察记录检波器带宽。(3)毫伏表定标。从第一级输入，第三级滤波器TP3输出：VIN=1V,f=lkHz,误差小于5%。测量-1.5dB带宽(A=l)。(4)使用差分放大器，如图：将电容104和电阻1K串接，并接入信号源，VIN=1V,差分放大器接在电容VOUT1两端，示波器CH1接TP1、CH2接电阻VOUT上信号，示波器置X-Y状态,改变信号源频率，同时观察记录实验情况。测试A容实验记泶四、实验数据:aA=l,K=55.24dB;A=100,K=58.77dBbA
9、=l,BW=121KHz;A=100,BW=16.2KHzTP2波形检波器带宽毫伏表-1.5dB带宽差分放大器波形c7.58mV只冇下半部分的正弦波fL=l.5IIz,fII=130KIIz,Bw=130KIIzfL=l.2Hz,fH=87.5KHz,BW=87.5KHz李萨如图形毫伏定标0.7vIV1.5V500IIZ0.68050.98861.48772.8%1.14%0.82%1KHZ0.67940.98581.48282.94%1.42%1.15%20KHZ0.66780.967.1.48004.6%3.3%1.33%五、数据分析：(1)将A=1的共模抑制比Kl=55.24dB与A=
10、1OO的共模抑制比K2=58.77dB相比较,说明放大倍数越大，共模抑制比越大。因为放大倍数越大，运放内部的干扰噪声也将被放大的多，从而使差模输出变大，从而导致共模抑制比增加。(2)将A=1的带宽BWl=121KHz与A=1OO的带宽BW2=16.2KHz进行比较，说明，放大倍数越大，带宽则越小。理论上对于同一个电路而言，增益带宽积是一个常数，也就是说BWl=100*BW2,然而这里并不符和这个关系，因为干扰并不能被我们所排除。(3)影响差分输入毫伏表工作频率范围的因素：(a)芯片内部参数的影响，电路的对称结构。(b)三级运放各级的增益都对工作频率有影响(c)负反馈使频带展宽到基本放大电路(
11、1+AF)倍(d)滤波器的截止频率与RC有关(e)运算器本身有带宽，有内部参数决定。(4)为何存在输入失调电压分析：理想情况下，在不加信号源的时候，运放的输出应该为0,但是由于器件受温度等因素的影响，使输出不为0,这吋为了使输出为0,就需要在输入端加信号，使得输山为0。(5)李萨如图形分析：被测频率的信号与标准频率的信号分别加至示波器的X轴与Y轴输入端，在示波器上形成一个合成图形。当两者的相位相差90度时，恰
