彭耀峰第七周電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、D1專業(yè)：電氣1304 姓名：彭耀峰 學(xué)號(hào)：3130103174 日期：2015.4.21 地點(diǎn)：東3-211 D1_ 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) 2 指導(dǎo)老師： 孫盾 成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱： 集成運(yùn)算放大器指標(biāo)測(cè)試 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型： 同組學(xué)生姓名：_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 加深對(duì)集成運(yùn)算放大器特性和參數(shù)的理解；2、 學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大器主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理集成運(yùn)算放大器是一種高增益的直接耦合放大電路，在理想情況下，

2、集成運(yùn)放的Aod =、Ri =、VIO =0、 IIO =0、KCMR =。但是實(shí)際上并不存在理想的集成運(yùn)算放大器。為了解實(shí)際運(yùn)放與理想運(yùn)放的差別，以便正確使用集成運(yùn)放大器，有必要研究其實(shí)際特性，并對(duì)其主要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。1、 輸入失調(diào)電壓VIO：輸入信號(hào)為0時(shí)，輸出端出現(xiàn)的電壓折算到同相輸入端的數(shù)值。電路如圖，用萬(wàn)用表測(cè)出VO1，由，得出VIO。2、 輸入失調(diào)電流：是指當(dāng)輸入信號(hào)為0時(shí)，運(yùn)放的兩個(gè)輸入端的基極偏置電流之差，反映了運(yùn)放內(nèi)部差動(dòng)輸入級(jí)兩個(gè)晶體管的失配度，電路如圖，用萬(wàn)用表測(cè)出VO2，由計(jì)算得出IIO；3、 輸入偏置電流IIB：為了使運(yùn)放輸入級(jí)放大器工作在線性區(qū)，所必須輸入的一個(gè)直流

3、電流，實(shí)驗(yàn)電路如圖，當(dāng)S1 斷開(kāi)、S2 閉合時(shí)，測(cè)得運(yùn)放輸出電壓為VO3，當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，測(cè)得運(yùn)放輸出電壓為VO4，則，兩式相減得4、 開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod可以采用直流信號(hào)源進(jìn)行測(cè)量，但為了測(cè)試方便，通常采用低頻（如幾十赫茲以下）交流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。具體的測(cè)量方法很多，一般采用同時(shí)引入直流反饋和交流反饋的測(cè)試方法，如圖被測(cè)運(yùn)放一方面通過(guò)Rf、R1、R2引入直流反饋，以抑制輸出電壓失調(diào)；另一方面，通過(guò)Rf引入交流反饋，輸入回路中的電阻R1和R2同時(shí)又起到對(duì)輸入交流信號(hào)進(jìn)行分壓衰減的作用。同相端接地電阻R3應(yīng)與反相端所接電阻相匹配，以減小輸入偏置電

4、流的影響。開(kāi)環(huán)差模電壓增益為但在測(cè)試過(guò)程中，需要用示波器觀察監(jiān)測(cè)波形不發(fā)生自激震蕩5、 最大不失真輸出電壓：測(cè)量電路圖與Aod的測(cè)試電路相同，實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需改變Vs幅度，并觀察Vo是否開(kāi)始出現(xiàn)削頂失真，從而確定運(yùn)放在一定電源電壓下的最大不失真輸出電壓幅度，實(shí)驗(yàn)中也要用示波器監(jiān)測(cè)Vo波形不發(fā)生自激震蕩，保證運(yùn)放工作在線性放大區(qū)；6、 共模抑制比的測(cè)量：集成運(yùn)放的共模抑制比是其差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值，即，實(shí)驗(yàn)電路如圖，即可算出7、 轉(zhuǎn)換速率SR的測(cè)量；轉(zhuǎn)換速率SR反映了集成運(yùn)放對(duì)信號(hào)變化速度的適應(yīng)能力。在大信號(hào)條件下，集成運(yùn)放的輸出電壓隨時(shí)間的最大變化率稱為轉(zhuǎn)換速率，即。若輸

5、入信號(hào)是前沿陡峭的大幅度方波（峰峰值1V），則由輸出波形Vo的過(guò)渡區(qū)斜率（一般取0.90.9），可得到被測(cè)運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率，如圖所示。若測(cè)得正向與負(fù)向的轉(zhuǎn)換速率不同，則應(yīng)取其中數(shù)值較小者。3、 主要儀器設(shè)備1、 運(yùn)放LM358一只；2、 示波器一臺(tái)；3、 萬(wàn)用表一個(gè)；4、 電工電子實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)；5、 導(dǎo)線若干；4、 操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟1、 輸入失調(diào)電壓VIO：（1） 按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，在連接穩(wěn)壓電源前，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓，將穩(wěn)壓電源的地與電路的地相連；（2） 用萬(wàn)用表測(cè)量Vo1，；2、 輸入失調(diào)電流：（1） 按照設(shè)計(jì)的運(yùn)算電路進(jìn)行連接；（2） 用萬(wàn)用表測(cè)量Vo2；（3） 由得出輸入失調(diào)電流

6、；3、 輸入偏置電流IIB：（1） 按照設(shè)計(jì)的運(yùn)算電路進(jìn)行連接；（2） 用示波器監(jiān)測(cè)輸出輸出波形，避免輸出電壓達(dá)到飽和以及自激現(xiàn)象；（3） 斷開(kāi)S1，閉合S2，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓Vo3；（4） 閉合S1，斷開(kāi)S2，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓Vo4；（5） 由得出輸入偏置電流4、 開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：（1） 按照設(shè)計(jì)的運(yùn)算電路進(jìn)行連接，其中電容C=100F，電阻分別為2K和200K；（2） 用示波器監(jiān)測(cè)輸出輸出波形，避免輸出電壓達(dá)到飽和以及自激現(xiàn)象；（3） 輸入50Hz，100mVpp的正弦交流電壓，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運(yùn)放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（4） 讀出Vo和Vi

7、d，由得出Aod；5、 最大不失真輸出電壓：（1） 使用測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)的電路；（2） 輸入50Hz，100mVpp的正弦交流電壓，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運(yùn)放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（3） 不斷增大輸入電壓幅值，當(dāng)輸出波形出現(xiàn)削頂失真時(shí)，記錄Vo；6、共模抑制比：（1）按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行連接；（2）靜態(tài)測(cè)試，保證輸出入時(shí)為零輸出；（3）輸入50Hz，12Vpp的正弦交流電壓，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運(yùn)放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（4）記錄輸入和輸出電壓的幅值；（5）由和得出共模抑制比；7、轉(zhuǎn)換速率SR：（1）連接轉(zhuǎn)換速率SR的測(cè)量電路；（2）靜態(tài)測(cè)試

8、，保證零輸入時(shí)為零輸出；（3）輸入5kHz，20Vpp的方波，用示波器觀察輸出和輸入波形，使運(yùn)放工作在線性放大區(qū)，避免出現(xiàn)自激震蕩；（4）測(cè)量輸出電壓上升和下降邊沿的時(shí)間；（5）由得出轉(zhuǎn)換速率；（6）當(dāng)二者大小不同時(shí)，取較小者；5、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1、 輸入失調(diào)電壓VIO：2、輸入失調(diào)電流：3、 輸入偏置電流IIB：4、 開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：5、 最大不失真輸出電壓：由以上兩張圖可知，最大不失真輸出電壓為6、 共模抑制比： 7、 轉(zhuǎn)換速率SR：因此取六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、LM358芯片中的運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓VIO為1.97mV；2、LM358芯片中的運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電流I

9、IO為4.95nA；3、LM358芯片中的運(yùn)算放大器的輸入偏置電流IIB為12.4nA；4、LM358芯片中的運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod為12905.6；5、LM358芯片中的運(yùn)算放大器的最大不失真輸出電壓的峰-峰值為23.2V；6、LM358芯片中的運(yùn)算放大器的共模抑制比KCMR為1.357*10 6；7、LM358芯片中的運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR為2.432*10 5V/s；七、討論、心得1、將所測(cè)得的數(shù)據(jù)與典型指標(biāo)值進(jìn)行比較。 答：LM358芯片中的運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR標(biāo)注為0.3V/s，而實(shí)際測(cè)得的轉(zhuǎn)換速率SR為0.2432V/s。2、在測(cè)試運(yùn)放的開(kāi)環(huán)差模電壓增益時(shí)，為什么必須引入直流負(fù)反饋？答：因?yàn)楫?dāng)沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)，LM358芯片中的運(yùn)算放大器有輸出失調(diào)電壓。只有通過(guò)Rf、R1、R2引入直流負(fù)反饋，才能抑制輸出電壓失調(diào)，才能準(zhǔn)確測(cè)出輸出電壓的幅值。3、為什么在輸出端必須用示波器監(jiān)視波形？ 答：防止運(yùn)算放大器的輸出端產(chǎn)生自激振蕩而影響測(cè)量。4、分析實(shí)驗(yàn)中遇到的現(xiàn)象答：在測(cè)VO1和VO2時(shí)，由于萬(wàn)用表精度的限制，兩者的值相差很小，可能會(huì)對(duì)IIO造成較大的誤差。5、測(cè)量開(kāi)環(huán)增益、最大不失真輸出、共模抑制比實(shí)驗(yàn)中信號(hào)的頻率不一樣是否對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有影響？答：有影響。集成運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)可以采用直流信號(hào)源進(jìn)行測(cè)量，但為了測(cè)試方便，通常