运放报告书—运算放大器的基本应用

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1、实验一运算放大器的基本应用一、实验目的：1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法；2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、幅频特性、传输特性曲线、带宽的测量方法；3、了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念；4、了解运放调零和相位补偿的基本概念；5、掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法

2、及实验测量技能。二、预习思考：1、查阅741运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义。参数名称参数值参数意义及设计时应该如何考虑直流参数输入失调电压UIO1—5mV（）理想运放当输入电压为零时，其输出电压也为零，但实际运放当输入电压为零时，其输出端仍有一个偏离零的直流电压，这是由于运放电路参数不对称所引起的。输入偏置电流IIB10—100nA指运放输入级差分对管的基极电流、，通常由于晶体管参数的分散性，。输入偏置电流的大小，在电路外接电阻确定之后，主要取决于运放差分输入级的性能，当它的β值太小时，将引起偏置电流增加。从使

3、用角度来看，偏置电流愈小，由信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小。输入失调电流IIO2—20nA输出电压为零时，两输入端静态电路的差值，即。其典型值为几十至几百纳安。由于信号源内阻的存在，会引起一输入电压，破坏放大器的平衡，使放大器输出电压不为零。愈小愈好，它反映了输入级有效差分对管的不对称程度。失调电压温漂αUIO这是指在规定温度范围内的温度系数。70—90dB差模电压增益共模抑制比KCMR（）与共模电压增益之比。开环差模电压增益AVD106集成运放工作在线性区，接入规定的负载，无反馈负载情况下的直流差模电压增益。与输出电压的大小有关。通常是在规定的输

4、出电压幅度（如）测得的值，又是频率的函数，频率高于某一数值后，的值开始下降。输出电压摆幅UOM12—14V（）10—13V()正负输出电压的摆动幅度极限差模输入电阻RID0.3—2MΩ输出电阻RO75Ω交流参数增益带宽积G.BW0.7—1.6MHZ运放的增益是随着信号的频率而变化的，输出电压随信号频率增大而使其下降到最大值的0.707倍时的频率范围，称为带宽。增益与带宽的乘积是一个常数。转换速率SR当运放在闭环情况下，其输入端加上大信号（通常为阶跃信号）时，其输出电压波形将呈现一定的时延。其主要原因是运放内部电率中的电容充放电需要一定的时间。SR表示运放在

5、闭环状态下，每时间内输出电压变化的最大值。极限参数最大差模输入电压UIOR±30V反相和同相输入端所能承受的最大电压值。超过这个电压值，运放输入级某一侧的BJT将出现发射结的反向击穿，而使运放的性能显著恶化，甚至可能造成永久性损坏。最大共模输入电压UICR±13V运放所能承受的最大共模输入电压。超过VICR值，它的共模抑制比将显著下降。一般指运放在作电压跟随器时，是输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压幅值。最大输出电流IOS10—40mA运放最大正向或负向的峰值电流。通常给出输出端短路的电流。最大电源电压USR±22V1、设计一个反相比例放大器，要求：

6、

7、AV

8、=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上；（1）原理图（1）参数选择计算电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100kΩ，RL＝100kΩ，RP＝10k//100kΩ。

9、Au

10、=10（2）仿真结果输入正弦波峰峰值为1V，输出余弦波峰峰值为10V，反相放大10倍。1、设计一个电路满足运算关系UO=-2Ui1+3Ui2（1）原理图（2）参数选择计算电源电压±15V，R1=10kΩ，R2=10kΩ，RF＝20kΩ。UO=-2Ui1+3Ui2（3）仿真结果Ui1为1KHz、5V的方波信号，Ui2接入5kHz，0.1V的正弦信号，得到如图所示波形。

11、三、实验内容：1、基础实验：（1）反相输入比例运算电路(I)图1.3中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100kΩ，RL＝100kΩ，RP＝10k//100kΩ。按图连接电路，输入直流信号Ui分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对应不同Ui时的Uo值，列表计算Au并和理论值相比较。其中Ui通过电阻分压电路产生。Ui/VUO/VAu测量值理论值-2.04014.27-7.0-10-0.4914.769-9.7-100.499-4.875-9.8-102.017-12.92-6.4-10实验结果分析：因为运放的电源电压是±15V，而且实

12、际运放存在截止电压，运放输出的放大电压不会超过±15V，而设计的反