1、模擬電路實驗報告實驗一 模擬運算放大電路（一）電氣工程學院學號 16012616姓名 黃博然任課教師 團雷鳴日期 2013.10.23-2013.10.24一、 實驗目的1. 了解運算放大器的基本工作原理，熟悉運放的使用。2. 掌握反向比例運算器、同向比例運算器、加法和減法運算及單電流放大等電路的設計方法。3. 學會運用仿真軟件Multisim設計電路圖并仿真運行。4. 學會連接運算放大電路，正確接線與測量。5. 復習各種儀器（數字示波器、萬用表、函數發生器等）的使用。二、 實驗原理。1. 集成運算放大器是一種電壓放大倍數極高的直接耦合多級放大電路。當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和

2、負反饋電路時，可以靈活地實現各種特定的函數關系。在線性應用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數等模擬運算電路。 2基本運算電路 幾種典型的運算電路如下同相放大電路 反相放大電路減法電路加法電路三、預習思考。1、 設計一個反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10K，將設計過程記錄在預習報告上；設計思路：由題意，要使|AV|=10，Ri>10K，所以取RF/R1=10，R1、R2、R4、RF均大于10 K，R1=R2=20 K，RF=200 K，R4=100 K2. 設計一個同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri>100K，將設計過程記錄在預習報告上；設計過

3、程：由題意，要使|AV|=11，Ri>100K， 則R3=110 K，R2=100 K，RF=1.1M，于是，1+R4/R3=11。3. 設計一個電路滿足運算關系VO= -2Vi1+ 3Vi2利用差分放大電路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3)Ui2-(R4/R1)Ui1可得 R4=2*R1;R2=0;R3=R1;4. 如上圖，取R1=R3=1 K,RF=2 K,即可使VO= -2Vi1+ 3Vi2。模擬示波器圖四、 實驗內容1、 23 頁實驗內容 1，具體內容改為：(I) 圖 5-1 電路中電源電壓±15V，R1=10k，RF=100

4、k，RL100 k，RP10k/100k。按圖連接電 路，輸入直流信號 Vi 分別為2V、0.5V、0.5V、2V，用萬用表測量對應不同 Vi 時的 Vo 值，列 表計算 Avf 并和理論值相比較。其中 Vi 通過電阻分壓電路產生。 實驗數據表格見下頁表一序號12345Ui/V-2.192-0.487-0.0740.4842.080U0/V14.095.4460.808-5.466-12.79Avf-6.428-11.183-10.919-11.2936.149理論值-10-10-10-10-10實驗結果分析： 在輸入Vi較小時，從表中數據可看出，運放的閉環電壓放大倍數Avf的測量值和理論值比

5、較接近，誤差在12%以內，而當增加Vi時，Avf的測量值和理論值相差較大，達到了40%。這是因為當 (V+)-(V-) 較大時，運放不再工作在理想線性區，此時放大倍數不再滿足線性關系。(II) Vi 輸入 0.2V、 1kHz 的正弦交流信號，在雙蹤示波器上觀察并記錄輸入輸出波形，在輸出不失真 的情況下測量交流電壓增益，并和理論值相比較。注意此時不需要接電阻分壓電路。輸入信號輸出信號(III)輸入信號頻率為 1kHz 的正弦交流信號，增加輸入信號的幅度，測量最大不失真輸出電壓值。(IV) 用示波器 X-Y 方式，測量電路的傳輸特性曲線，計算傳輸特性的斜率和轉折點值。(V) 電源電壓改為 12V

6、，重復(III)、(IV)，并對實驗結果結果進行分析比較。表二電壓15V12V最大不失真輸入電壓0.82V0.59V最大不失真輸出電壓13.6V9.082、 設計電路滿足運算關系 Uo=-2Ui1+3Ui2（預習時設計好電路圖，并用 Multisim 軟件仿真),Ui1 接入方波信 號，方波信號從示波器的校準信號獲取（模擬示波器 Ui1 為 1KHz、1V（峰峰值）的方波信號，數字示 波器 Ui1 為 1KHz、5V（峰峰值）的方波信號），Ui2 接入 5kHz，0.1V（峰峰值）的正弦信號，用示波器 觀察輸出電壓 Uo 的波形，畫出波形圖并與理論值比較。實驗中如波形不穩定，可微調 Ui2 的頻率。五、 思考題 1、 理想運放有哪些特點？ 答：開環增益無限大；輸入阻抗無限大；輸出阻抗為零；開環帶寬無限；失調及其溫漂為零；共模抑制比為無窮大；轉換速率為無窮大。 2、 運放用作模擬運算電路時，“虛短”“