1) 测量中频电压放大倍数AV,输入电阻Ri和输出电阻RO。
① 以f=1KHZ,US约5mV正弦信号输入放大器, 用示波器监视输出波形uO,在uO不失真的情况下,用交流毫伏表测量US、Ui、UL,记入表4-2。 表4-2
US Ui (mv) (mv) US Ui (mv) (mv) UL (V) UL (V) UO (V) UO (V) AV AVf Ri RO (KΩ) (KΩ) 基本放大器 负反馈放大器 Rif ROf (KΩ) (KΩ) ②保持US不变,断开负载电阻RL(注意,Rf不要断开),测量空载时的输出电压UO,记入表4-2。 2) 测量通频带
接上RL,保持1)中的US不变,然后增加和减小输入信号的频率,找出上、下限频率fh和fl,记入表4-3。
3、测试负反馈放大器的各项性能指标
将实验电路恢复为图4-1的负反馈放大电路。 适当加大US(约10mV),在输出波形不失真的条件下,测量负反馈放大器的AVf、Rif和ROf, 记入表4-2;测量fhf和fLf,记入表4-3。
表4-3
fL(KHz) 基本放大器 负反馈放大器 fLf(KHz) *4、观察负反馈对非线性失真的改善
1)实验电路改接成基本放大器形式,在输入端加入f=1KHz 的正弦信号,输出端接示波器,逐渐增大输入信号的幅度,使输出波形开始出现失真,记下此时的波形和输出电压的幅度。
2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式,增大输入信号幅度,使输出电压
fHf(KHz) △ff(KHz) fH(KHz) △f(KHz) 幅度的大小与1)相同,比较有负反馈时,输出波形的变化。 五、实验总结
1、将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较。
2、根据实验结果,总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。 六、预习要求
1、复习教材中有关负反馈放大器的内容。
2、按实验电路4-1估算放大器的静态工作点(取β1=β2=100)。 3、怎样把负反馈放大器改接成基本放大器?为什么要把Rf并接在输入和输出端?
4、估算基本放大器的AV,Ri和RO;估算负反馈放大器的AVf、Rif和ROf,并验算它们之间的关系。
5、如按深负反馈估算,则闭环电压放大倍数AVf=? 和测量值是否一致?为什么?
6、如输入信号存在失真,能否用负反馈来改善?
7、怎样判断放大器是否存在自激振荡?如何进行消振?
实验五 模拟运算电路
一、实验目的
1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。
2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理
集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
理想运算放大器特性
在大多数情况下,将运放视为理想运放,就是将运放的各项技术指标理想化,满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益 Aud=∞ 输入阻抗 ri=∞ 输出阻抗 ro=0 带宽 fBW=∞ 失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性: (1)输出电压UO与输入电压之间满足关系式
UO=Aud(U+-U-)
由于Aud=∞,而UO为有限值,因此,U+-U-≈0。即U+≈U-,称为“虚短”。 (2)由于ri=∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即IIB=0,称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。
基本运算电路 1) 反相比例运算电路
电路如图5-1所示。对于理想运放, 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为
UO??RFUiR1 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1 // RF。
图5-1 反相比例运算电路 图5-2 反相加法运算电路
2) 反相加法电路
电路如图5-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为
UO??(RFRUi1?FUi2) R3=R1 // R2 // RF R1R2 3) 同相比例运算电路
图5-3(a)是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为
UO?(1?RF)Ui R2=R1 // RF R1当R1→∞时,UO=Ui,即得到如图5-3(b)所示的电压跟随器。图中R2=RF,用以减小漂移和起保护作用。一般RF取10KΩ, RF太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。
(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器
图5-3 同相比例运算电路
4) 差动放大电路(减法器)
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