西工大模電實驗報告

模擬電子技術基礎實驗報告目錄實驗一 單極共射放大電路實驗二 集成運算放大器的線性應用實驗三 多級負反饋放大電路實驗四 RC正弦波振蕩器實驗五 方波發(fā)生器實驗六 有源濾波器綜合設計實驗 用運算放大器組成萬用表的設計實驗一 單極共射放大電路一、實驗目的1、掌握用MultiSim仿真軟件分析單級放大器主要性能指標的方法。2、掌握晶體管放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試和調(diào)整方法，觀察靜態(tài)工作點對放大器輸出波形的影響。3、測量放大器的放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。 4、掌握用MultiSim仿真軟件分析單級放大器的頻率特性的方法。 5、測量放大器的幅頻特性。二、實驗原理及結果如圖所示：1.靜態(tài)工作點的調(diào)整和測量（1） 輸入端加入1KHz、幅度為50mV的正弦波，如圖所示。當按照上述要求搭接好電路后，用示波器觀察輸出。靜態(tài)工作點具體調(diào)整步驟如下：現(xiàn)象出現(xiàn)截止失真出現(xiàn)飽和失真兩種失真都出現(xiàn)無失真動作減小增大減小輸入信號加大輸入信號根據(jù)示波器上觀察到的現(xiàn)象，做出不同的調(diào)整動作，反復進行，使示波器所顯示的輸出波形達到最大不失真。（2） 撤掉信號發(fā)生器，使輸入信號電壓，用萬用表測量三極管的三個極分別對地的電壓，根據(jù)算出.將測量值記錄于下表，并與估算值進行比較。理論估算值實際測量值2.913v7.976v2.213v5.763v2.012mA2.881V8.069V2.173V5.912V1.964mA2.電壓放大倍數(shù)的測量（1）輸入信號為1kHz、幅度為50mV的正弦信號，輸出端開路時，示波器分別測出， 的大小，然后算出電壓放大倍數(shù)。數(shù)據(jù)如下：=-70.708mV=1.227VA1= =-17.353（2）輸出端接入2k的負載電阻Rl,保持輸出電壓不變，測出此時的輸出電壓，并算出此時的電壓放大倍數(shù)，分析負載對放大電路的影響。數(shù)據(jù)如下：=-70.708mV=614.893mVAv= =-8.696（3） 用示波器雙蹤觀察和的波形，比較相位關系。相位互差180度3、輸入電阻和輸出電阻的測量（1）用示波器分別測出電阻兩端的電壓和，便可算出放大電路的輸入電阻的大小，如圖所示: 圖負載開路時的電路 圖接入負載時的電路（2）根據(jù)測得的負載開路時的輸出電壓，和接入負載時的輸出電壓，便可算出放大電路的輸出電阻。 放大電路動態(tài)指標測試、計算結果如下：理論估算值實際測量值參數(shù)負載開路50mv875mv17.55.1k2k70.708mv1.226v17.3522.2k2.0kRl=50mv435mv8.75.1k2k70.708mv614.691mv8.6952.2k1.78krbe=200+(1+)26/1.964=1K三、實驗分析靜態(tài)工作點的理論估算值和實際測量值之間的誤差原因：1）近似認為ICQ=IEQ，使得VCEQ偏小，IC偏大；2）近似計算三極管的體電阻為特定值，此特定值偏大；3）忽略三極管的極間電阻和極間電容；4）選用的元件有一定的精度差別，使得結果略有偏差。實驗二 集成運算放大器的線性應用一 實驗目的（1） 加深對集成運算放大器的基本應用電路和性能參數(shù)的理解。（2） 了解集成運算放大器的特點，掌握集成運算放大器的正確使用方法和基本應用電路。（3） 掌握有幾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。（4） 進一步熟悉仿真軟件的應用。二 實驗儀表及設備（1） 雙路直流穩(wěn)壓電流一臺（2） 函數(shù)信號發(fā)生器一臺（3） 示波器一臺（4） 毫伏級電壓表一臺（5） 萬用表一塊（6） 集成運算放大器（LM324）一片（7） 電阻6.2K一個，9.1K一個，10K兩個，20K三個，100K兩個（8） 電容0.01F兩個（9） 模擬電路實驗箱一臺三 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器件。當外界接入線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時，可以靈活實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關系。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。在大多數(shù)情況下，將運放看成是理想的，有以下三條基本結論:(1)開環(huán)電壓增益Av=。(2)運算放大器的兩個輸入端電壓近似相等，即V = V，成為虛短。(3)運算放大器同相和反相兩個輸入端電流可視為0，成為虛斷。1.基本運算電路（1）反向比例運算電路。電路如下圖所示：輸入電壓與輸出電壓的關系：V。=-（R/R1）V為了減少輸入級偏置電流引起的運算錯誤，在同相端應接入平衡電阻R2：R2=R1/Rf.（2）反相加法運算電路。電路如下圖所示：輸入電壓與輸出電壓的關系：V0=-(Rf/R1*Vi1+Rf/R2*Vi2)當R2=R1=Rf時，V0=-（Vi1+Vi2）（3）反相積分運算電路。電路如下圖所示：輸入電壓與輸出電壓關系：V0(t)=-1/（R1*C）Vidt+Vc(0)式中，Vc(0)是t=0時刻電容C兩端的電壓值，即初始值。四 實驗步驟1.反相比例電路創(chuàng)建工作窗口，運算放大器采用LM324，輸入端加入幅值100mv、頻率為1KHz的正弦信號，R1,R2,Rf分別取10k,9.1 k,100 k。單擊仿真開關，進行仿真分析,觀察并記錄結果。2反相加法電路創(chuàng)建工作窗口，運算放大器采用LM324，輸入端加入幅值200mv、頻率為1KHz的正弦信號Vi1p和幅值200mv、頻率為1KHz的正弦信號Vi2p。R1,R2,R3,Rf分別取10k,20 k,6.1 k，100 k。單擊仿真開關，進行仿真分析,觀察并記錄結果。3.反相積分電路創(chuàng)建工作窗口，運算放大器采用LM324，輸入端加入幅值100mv、頻率為1KHz的方波信號。R1,R2分別取10k,20 k，電容C取0.01f。單擊仿真開關，進行仿真分析,觀察并記錄結果。五 實驗結果記錄及分析1. 反相比例電路輸入輸出波形實驗數(shù)據(jù)處理Vip/mV100mvVop/mV2890Av理論值10實測值9.632. 反相加法電路輸入輸出波形實驗數(shù)據(jù)處理Vi1p/mV200mvVi2p/mV200mvVop/mV2750Av理論值15實測值13.753.反相積分電路輸入輸出波形Vip/mv100R110kVop/mv253實驗三 多級負反饋放大電路一 實驗目的（1）掌握用仿真軟件研究多級負反饋放大電路。（2）學習集成運算放大器的應用，掌握多級集成運放電路的工作特點。（3）研究負反饋對放大器性能的影響，掌握負反饋放大器性能指標的測試方法。1.測試開環(huán)和閉環(huán)的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、反饋網(wǎng)絡的電壓反饋系數(shù)和通頻帶；2.比較電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和通頻帶在開環(huán)和閉環(huán)時的差別；3.觀察負反饋對非線性失真的改善。二 實驗儀表及設備（1）雙路直流穩(wěn)壓電流一臺（2）函數(shù)信號發(fā)生器一臺（3）示波器一臺（4）萬用表一塊（5）集成運算放大器（A741）一片（10） 電阻1K一個，2.7K一個，3.4 K一個，3.9 K一個，5.1 K一個，6.2K一個，6.8 K兩個，10K三個，13.6 K一個，20K一個，22 K一個，27 K一個，47 K一個，100K一個，10 K，200 K電位器各一個（11） 電容0.01F兩個，0.047F兩個，0.094F，0.1F，0.2F各一個（12） 二極管兩個，穩(wěn)壓二極管02DZ4.7兩個（13） 模擬電路實驗箱一臺三 實驗原理（1）基本概念：在電子電路中，將輸出量（輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響其輸入量（放大電路的輸入電壓或輸入電流）的措施稱為反饋。若反饋的結果使凈輸入量減小，則稱之為負反饋；反之，稱之為正反饋。若反饋存在于直流通路，則稱為直流反饋；若反饋存在于交流通路，則稱為交流反饋。交流負反饋有四種組態(tài)：電壓串聯(lián)負反饋；電壓并聯(lián)負反饋；電流串聯(lián)負反饋；電流并聯(lián)負反饋。若反饋量取自輸出電壓，則稱之為電壓反饋；若反饋量取自輸出電流，則稱之為電流反饋。輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓形式相疊加，稱為串聯(lián)反饋；以電流形式相疊加，稱為并聯(lián)反饋。在分析反饋放大電路時，“有無反饋”決定于輸出回路和輸入回路是否存在反饋支路?！爸绷鞣答伝蚪涣鞣答仭睕Q定于反饋支路存在于直流通路還是交流通路；“正負反饋”的判斷可采用瞬時極性法，反饋的結果使凈輸入量減小的為負反饋，使凈輸入量增大的為正反饋；“電壓反饋或電流反饋”的判斷可以看反饋支路與輸出支路是否有直接接點，如果反饋支路與輸出支路有直接接點則為電壓反饋，否則為電流反饋；“串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋”的判斷可以看反饋支路與輸入支路是否有直接接點，如果反饋支路與輸入支路有直接接點則為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋。引入交流負反饋后，可以改善放大電路多方面的性能：提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、改變輸入電阻和輸出電阻、展寬通頻帶、減小非線性失真等。實驗電路如圖所示。該放大電路由兩級運放構成的反相比例器組成，在末級的輸出端引入了反饋網(wǎng)路Cf、Rf2和Rf1，構成了交流電壓串聯(lián)負反饋電路。（2）放大器的基本參數(shù)：1）開環(huán)參數(shù)： 將反饋之路的A點與P點斷開、與B點相連，便可得到開環(huán)時的放大電路。由此可測出開環(huán)時的放大電路的電壓放大倍數(shù)AV、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro、反饋網(wǎng)路的電壓反饋系數(shù)Fv和通頻帶BW，即： 式中：VN為N點對地的交流電壓；Vo為負載RL開路時的輸出電壓；Vf為B點對地的交流電壓；fH和fL分別為放大器的上、下限頻率，其定義為放大器的放大倍數(shù)下降為中頻放大倍數(shù)的時的頻率值，即2）閉環(huán)參數(shù)：通過開環(huán)時放大電路的電壓放大倍數(shù)Av、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro、反饋網(wǎng)絡的電壓反饋系數(shù)Fv和上、下限頻率fH、fL，可以計算求得多級負反饋放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)AVf、輸入電阻Rif、輸出電阻Rof和通頻帶BWf的理論值，即測量放大電路的閉環(huán)特性時，應將反饋電路的A點與B點斷開、與P點相連，以構成反饋網(wǎng)絡。此時需要適當增大輸入信號電壓Vi，使輸出電壓Vo（接入負載RL時的測量值）達到開環(huán)時的測量值，然后分別測出Vi、VN、Vf、BWf和Vo（負載RL開路時的測量值）的大小，并由此得到負反饋放大電路閉環(huán)特性的實際測量值為上述所得結果應與開環(huán)測試時所計算的理論值近似相等，否則應找出原因后重新測量。在進行上述測試時，應保證各點信號波形與輸入信號為同頻率且不失真的正弦波，否則應找出原因，排除故障后再進行測量。四 實驗步驟1、負反饋放大器開環(huán)和閉環(huán)基本參數(shù)的測試(1)開環(huán)基本參數(shù)的測量：按圖所示連接電路，鏡檢查無誤后接通正、負電源（注意極性不能接反，以免損壞集成芯片）。將A點與P點斷開、與B點相連，使放大電路處于開環(huán)狀態(tài)，將信號發(fā)生器輸出調(diào)為1kHz，20mV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的輸入端，用示波器觀察輸入和輸出的波形。接入負載RL，用示波器分別測出Vi，VN，Vf，Vo，記入表中。將負載RL開路，保持輸入電壓Vi的大小不變，用示波器測出輸出電壓Vo，記入表中。保持輸入信號幅度不變，逐漸增加輸入信號頻率，知道輸出波形減小為原來的1/2（即0.707倍），此時信號頻率即為放大器的上限頻率fH，然后逐漸減小輸入信號頻率，測得放大器的下限頻率fL。記入表中。由上述測試結果，根據(jù)式算出放大電路開環(huán)時的Av，Ri，Ro，BW和Fv的值，并由式計算出放大器閉環(huán)時Avf，Rif，Rof和BW的理論值，記入表中。2、閉環(huán)基本參數(shù)的測量：將圖中的A點與B點斷開、與P點相連，使放大電路處于閉環(huán)狀態(tài)（注意調(diào)整信號發(fā)生器輸出為1kHz正弦波的幅值）。接入負載Rl，逐漸增大輸入信號Vi，使輸出電壓Vo達到開環(huán)時的測量值，然后用示波器分別測出Vi，VN，和Vf的值，記入表中。將負載RL開路，保持輸入電壓Vi的大小不變，用示波器分別測出Vo的值，記入表中。閉環(huán)時放大器的頻率特性測試同開環(huán)時的測試，即重復開環(huán)測試步。由上述結果并根據(jù)式計算出閉環(huán)時的Avf，Rif，Rof和Fv的實際值，記入表中。計算通頻帶BW。五 實驗結果放大電路無反饋時的輸出波形放大電路有反饋時的輸出波形測量數(shù)據(jù)Vip/mvVnp/mvVfp/mvVop/mv開環(huán)測試7.071119.99318.0711408閉環(huán)測試7.7014.5114.743360.6Vlp/mvAv/AvfRi/RifRo/RofFv1178166.7102000.9960.015351.58352.227600261.120.0128實驗四 RC正弦波振蕩器一、實驗目的 (1)學習RC正弦波振蕩器的組成及其振蕩條件。 (2)學會測量、調(diào)試振蕩器。二、實驗原理文氏電橋振蕩器是一種較好的正弦波產(chǎn)生電路，適用于產(chǎn)生頻率小于1MHz，頻率范圍寬，波形較好的低頻振蕩信號。因為沒有輸入信號，為了產(chǎn)生正弦波，必須在電路里加入正反饋。下圖是用運算放大器組成的電路，圖中R3,R4構成負反饋支路，R1，R2，C1，C2的串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡構成正反饋支路并兼作選頻網(wǎng)絡，二極管構成穩(wěn)幅電路。調(diào)節(jié)電位器Rp可以改變負反饋的深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。二極管D1，D2要求溫度穩(wěn)定性好且特性匹配，這樣才能保證輸出波形正負半周對稱，同時接入R4以消除二極管的非線性影響。若R1=R2，C1=C2，則振蕩頻率為f0=1/2RC，正反饋的電壓與輸出電壓同相位，且正反饋系數(shù)為1/3。為滿足電路的起振條件放大器的電壓放大倍數(shù)AV 3，其中AV = 1+R5/ =Rp+R4。由此可得出當R5 2R3時，可滿足電路的自激振蕩的振幅起振條件。在實際應用中R5應略大于R3，這樣既可以滿足起振條件，又不會因其過大而引起波形嚴重失真。此外，為了輸出單一的正弦波，還必須進行選頻。由于振蕩頻率為f0=1/2RC，故在電路中可變換電容來進行振蕩頻率的粗調(diào)，可用電位器代替R1，R2來進行頻率的細調(diào)。電路起振后，由于元件參數(shù)的不穩(wěn)定性，如果電路增益增大，輸出幅度將越來越大，最后由于二極管的非線性限幅，這必然產(chǎn)生非線性失真。反之，如果增益不足，則輸出幅度減小，可能停振，為此振蕩電路要有一個穩(wěn)幅電路。圖中兩個二極管主要是利用二極管的正向電阻隨所加電壓而改變的特性，來自動調(diào)節(jié)負反饋深度。三、實驗內(nèi)容（一）計算機仿真部分（1）按實驗電路圖連接好仿真電路。 （2）啟動仿真，用示波器觀測有無正弦波輸出。若無輸出，可調(diào)節(jié)Rp使V0為伍明顯失真的正弦波，并觀察V0的值是否穩(wěn)定。記錄起振、正弦波輸出和臨界失真情況下的f、Rp和 V0有效值在表格中。（3）保持其他參數(shù)不變，分別測量C1=C2=0.01F和C1=C2=0.02F兩種情況下V0和Vf的有效值及頻率，記錄在表格中。(2) 實驗室操作部分1、 按圖連接好電路，并仔細檢查確保電路無誤。檢查無誤后，接通V直流電源。2、 接通電源用示波器觀測有無正弦波輸出。調(diào)節(jié)Rp，使輸出波形從無到有直至不失真。繪出Vo的波形，并記錄臨界起振、正弦波輸出及出現(xiàn)失真情況下的Rp值。將將結果記錄至表中并分析負反饋強弱對起振條件和輸出波形的影響。3、 調(diào)節(jié)電位器Rp使輸出波形幅值最大且不失真，分別測出輸出電壓Vo并將結果記錄表中，分析振蕩的幅值條件。4、 觀察R1=R2=10k，C1=C2=0.01F 情況下（輸出波形不失真），分別測量Vo的幅值和反饋電壓Vf，填入表中，并與計算結果相比較。5、 斷開二極管D1，D2，重復步驟3的內(nèi)容，將結果與步驟3的結果進行比較。4、 實驗結果起振臨界失真（輸出已失真）可變電阻/k79.5反饋電壓/V257.153.808輸出電壓/V770.13411.117(一)計算機仿真部分起振波形穩(wěn)定波形臨界失真波形波特圖（2） 實驗室操作部分實驗五 方波發(fā)生器一、實驗目的（1）學習集成運算放大器組成矩形波發(fā)生器的工作原理（2）掌握集成運算放大器的基本應用，為綜合應用奠定基礎（3）進一步熟悉仿真軟件的應用二、實驗原理圖（1）是由集成運算放大器構成的輸出脈沖寬度可調(diào)的矩形波發(fā)生器。圖（1） 寬度可調(diào)的矩形波發(fā)生器設接通電源后輸出電壓Vo = + Vz二極管D1導通，D2截止，Vo經(jīng)R3向C充電，充電時間常數(shù)為R3C。當電容兩端電壓Vc略大于同相輸入端電壓Vp時，輸出電壓Vo跳變?yōu)?Vz，二極管D1截止，D2導通，電容經(jīng)R4向輸出端放點，放點時間常數(shù)為R4C。當Vc略小于Vp時，輸出電壓Vo又跳變?yōu)?Vz。如此周而復始進行，隨著電容的充放電，輸出電壓Vo不斷翻轉，形成矩形波，如圖（1）所示。輸出脈沖高電平Vo = + Vz的時間為輸出低電平Vo = - Vz的時間為振蕩頻率占空比可見，調(diào)節(jié)電位器Rp，改變R3的大小，即可調(diào)節(jié)輸出脈沖的寬度。但由于受運算放大器上升速率的限制，不能得到太窄的矩形波。三、實驗內(nèi)容(一)計算機仿真部分a) 按圖所示電路接線，檢查無誤后接通直流電源。b) 用示波器測出的波形，畫出波形比較他們的關系。c) 用示波器測出的幅值和頻率。d) 調(diào)節(jié)電位器，可雙擊圖標將彈出的對話框的key欄設置成A，Incerement欄改成5。這兩個參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。這樣按住“A”鍵，電位器以5的速率 增長。按住“SHIFT+A”鍵，電位器則以5的速率減小。用示波器觀察輸出電壓的變化，當時（占空比D=50），測量電阻的大小，分析實測值與理論值的誤差。(2) 實驗室操作部分1、 按圖所示連接電路，檢查無誤后接通直流電源。2、 用示波器觀察Vo，Vc的波形，畫下波形，比較他們的相位關系。3、 用示波器觀察Vo，Vc的幅值和頻率。4、 調(diào)節(jié)電位器Rp，用示波器觀察輸出電壓Vo的變化。5、 當T1=T2時（占空比D=50%），測量電阻R3的大小，分析實測值與理論值的誤差。四、實驗結果(一)計算機仿真部分（1）用示波器觀察Vo，Vc的波形，畫下波形，比較它們的相位關系。（2）用示波器測出Vo，Vc的幅值和頻率。Vo的幅值和頻率Vc的幅值和頻率（3）調(diào)節(jié)電位器Rp，用示波器觀察輸出電壓Vo的變化，當T1 = T2 時，測量電阻R3的大小，分析實測值與理論值的誤差。當D = 50% 時，R3 = R4 = 100k，通過觀測示波器的波形，當R3 = 100k時，T1 = T2。(2) 實驗室操作部分實驗六 有源濾波器一.i實驗目的 （1）熟悉有源RC濾波器的設計方法。 （2）掌握錄波器上、下限頻率的測試方法，了解濾波器在實際中的應用。二.實驗原理有源濾波器的作用是輸入信號中選出有用的頻率信號使其通過，而將無用的干擾的頻率信號加以抑制，起衰減作用。濾波器采用運算放大器和元件R、C組成，成為有源濾波器。優(yōu)點是由于電路中沒有電感和大電容元件，因而體積小、重量輕；另外由于集成運算放大器的開環(huán)增益和輸入阻抗高 ，輸出阻抗低，可兼有電壓放大作用和一定的帶負載能力。缺點是集成運算放大電路頻率帶寬不夠理想，因此有源濾波器只能在有限的頻率帶寬中工作。一般有源濾波器使用頻率在數(shù)千赫茲以下的電路中，高頻電路中采用LC無源濾波器效果較好。按通過頻率的分量來看，有源濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻四種類型，其幅頻特性如圖3.4.8所示。（1）低通濾波器二階低通電路的通帶增益為 ;若，則上下限頻率為 ，品質因數(shù) （2）高通濾波器 高通濾波器可用來通過高頻信號、衰減或抑制低頻信號。AVf， ，Q的含義同二階低通濾波器 （3）帶通濾波器 允許在一個通頻帶范圍內(nèi)的信號通過，而對通頻帶頻率范圍之外的信號進行抑制。通過改變Rf和R3的比例就可以改變頻寬而不影響中心頻率。 通帶增益為 ， 若 ， ，則中心頻率為 ，帶通濾波器的通帶截止頻率有兩個，分別為 帶寬為 從而品質因數(shù)為 （4）帶阻濾波器 在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號不能通過，而在其余頻率范圍，信號能順利通過。 通帶增益為 若 ，, 則截止頻率為 帶阻濾波器的通帶截止頻率有兩個，分別為 帶阻帶寬 品質因數(shù)為 如圖3.4.12所示，R1，R2，C1構成低通濾波器，它可以通過f0以下的低頻信號C2,C3,R4構成高通濾波器，可以通過f0以上的高頻信號。所以只有f0頻率的信號無法送到運算放大器輸入端。三.實驗內(nèi)容（1）低通濾波器 按圖所示連好電路，1） 取vi為峰值為100mV的正弦波信號，調(diào)整輸入信號的頻率，將數(shù)據(jù)記入表中2） 根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)，計算電壓放大倍數(shù)。3） 根據(jù)所計算的增益，做出頻率特性圖，并估算濾波器的上限頻率fH。4） 固定輸入信號電壓的幅值不變，調(diào)節(jié)其頻率，直到輸出波形的峰峰值為通帶是峰峰值的0.707，記錄下此時信號發(fā)生器輸出信號的頻率fH。5） 用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生兩個不同的頻率，相同幅值的正弦波信號：f1=100Hz,f2=1000Hz,vip=200mV。將兩信號分別直接加到示波器的輸入端，觀察并記錄波形。濾波器測試數(shù)據(jù)表輸入頻率/Hz1001502002503004006008001000vop/mV158.520156.710155.331152.669145.702131.11088.11856.61938.726Av/(v0/vi)1.585201.567101.553111.526691.457021.311100.881180.566190.38126Av/dB4.3.3.3.3.269312.-1.09871-4.94076-8.37558低頻濾波器幅頻特性曲線（2）高通濾波器按圖所示連好電路，1） 取vi為峰值為100mV的正弦波信號，調(diào)整輸入信號的頻率，將數(shù)據(jù)記入表中2） 根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)，計算電壓放大倍數(shù)。3） 根據(jù)所計算的增益，做出頻率特性圖，并估算濾波器的下限頻率fL。4） 固定輸入信號電壓的幅值不變，調(diào)節(jié)其頻率，直到輸出波形的峰峰值為通帶是峰峰值的0.707，記錄下此時信號發(fā)生器輸出信號的頻率fL。濾波器測試數(shù)據(jù)表輸入頻率/Hz1001502002503004006008001000vop/mV9.44717.29822.28741.86956.34787.308130.443147.150154.980Av/(v0/vi)0.094470.172980.222870.418690.563470.873081.304431.47151.5498Av/dB-1.02471-0.762-0.65195-0.37811-0.24913-0.058950.0.167760.高通濾波器幅頻特性曲線綜合設計實驗 用運算放大器組成萬用表的設計一 . 實驗目的1.綜合利用所學知識，根據(jù)設計要求設計由運算放大器、二極管整流電路及電流表組成的萬用表電路圖，搭出實際電路并組裝調(diào)試，提高實驗綜合能力與實際動手能力。2.熟悉萬用表各常見功能的測試電路原理與方法。3.進一步體會運算放大器的應用，了解其優(yōu)勢。二. 設計指標與要求 1、 直流電壓表 滿量程 +30V 2、 直流電流表 滿量程 50mA 3、 交流電壓表 滿量程 30V （50Hz1k Hz） 4、 交流電流表 滿量程 50mA 5、 歐姆表 滿量程分別為 1k 、10k和 100k三 。 實驗原理及電路 1.測直流電壓原理 圖22-1為同相端輸入，高進度直流電壓表電原理圖 為了減小表頭參數(shù)對測量精度的影響，將表頭至于運算放大器的反饋回路中，這時，流經(jīng)表頭的電流與表頭的參數(shù)無關，只要改變R1一個電阻，就可以進行量程的切換。 表頭電流I與被測電壓Ui的關系為 應當指出：圖 22-1 適用于測量電路與運算放大器共地的有關電路。此外，當被測電壓較高時，在運放的輸入端應設置衰減器。 2.測直流電流原理 圖 22-2 是浮地直流電流表的電原理圖。在電流測量中，浮地電流的測量是普遍存在的。例如：若被測電流無接地點，就屬于這種情況。為此，應把運算放大器的電源也對地浮動。按此種方式構成的電流表就可像常規(guī)電流表那樣，串聯(lián)在任何電流通路中測量電流。 圖22-2 直流電流表表頭電流I與被測電流I1間關系為： 可見，改變電阻比（R1/R2），可調(diào)節(jié)流過電流表的電流，以提高靈敏度如果被測電流較大時，應給電流表表頭并聯(lián)分流電阻。 3.測交流電壓原理 由運算放大器、二極管整流橋和直流毫安表組成的交流電壓表如圖 22-3 所示。被測交流電壓 Ui 加到運算放大器的同相端，故有很高的輸入阻抗，又因為負反饋能減小反饋回路中的非線性影響，故把二極管橋路和表頭至于運算放大器的反饋回路中，以減小二極管本身非線性的影響。 表頭電流I與被測電壓ui的關系為： 4.測交流電流原理 如圖22-4為浮地交流電流表，表頭讀數(shù)由被測交流電流i的全波整流平均值I1AY決定，即 如果被測電流i為正弦電流，即 則表頭可按有效值來刻度。 電流I全部流過橋路，其值僅與Ui/Ri有關，與橋路和表頭參數(shù)無關。表頭中電流與被測電壓ui的全波整流平均值成正比，若ui為正弦波，則表頭可按有效值來刻度。被測電壓的上限頻率決定于運算放大器的頻帶和上升速率。 5.測電阻原理 圖22-5是多量程的歐姆表 圖22-5 歐姆表 在此電路中，運算放大器改用單電源供電，北側電阻 Rx 跨在運算放大器的反饋回路中，同相端加基準電壓UREF。 可見，電流 I 于被測電阻成正比，而且表頭具有線性刻度，改變 Ri 值，可改變歐姆表的量程。這種歐姆表能自動調(diào)零，當 Rx=0 是，電路改成電壓跟隨器，Uo=UREF,故表頭電流為零，從而實現(xiàn)了自動調(diào)零。 二極管D起保護作用，如果沒有D，當Rx超量程時，特別是當Rx，運算放大器的輸出電壓將接近電源電壓，使表頭過載。有了D就