实验10：集成运算放大电路的应用设DLI.ppt

模拟电路单元及系统实验 华南理工大学吕念玲主编甘伟明刘凤军参编及课件制作机械工业出版社出版 实验目的 加深对集成运算放大器的工作原理和基本特性的理解 熟悉集成运算放大器在模拟运算方面的应用 掌握集成运算电路的设计方法和调试技巧 学习电路故障的排除方法 设计任务1 1 设计题一用集成运算放大器设计一电路 实现vo 3vi1 2vi2 vi1 2vi2是交流信号 的运算功能 指标要求 Rif 100k 设计任务2 2 设计题二 用集成运算放大器设计一交流放大电路 在负载RL 2k 的条件下 满足以下指标要求 1 Av 1000 2 输入电阻Ri 20K 3 工作频率50Hz 10kHz 电路方案设计 1 阅读LM324或741的技术资料 熟悉其基本应用电路 2 确定使用多少级放大电路及其放大类型 绘制原理框图 3 单元电路设计 参数计算和元件选择 先设计直流部分 包括偏置电路的设计 再设计交流部分 包括输入电阻和反馈支路的设计等 实验指南 分析条件与需求 静态工作点测试 整机动态功能测试 确定电路形式与参数 单级动态功能测试 整机性能测试 电路微调与电路确定 设计题一提示 1 由于输入信号是交流信号 所以给运放集成电路的供电方式采用单 双电源供电均可 当采用单电源供电时 输入 输出端都必须加隔直电容 并注意直流偏置电路的设计 当采用双电源供电时 同相输入端必须接阻值合适的电阻到地 以获得运放同相输入端和反相输入端静态平衡 单电源供电模式 双电源供电模式 设计题一提示 2 电路形式可采用单运放的差动输入减法电路或双运放的反相求和电路 3 vi1和vi2是同频同相的两个输入信号 可由分压电路获得 例如 分压电路 设计任务1 1 设计题一用集成运算放大器设计一电路 实现vo 3vi1 2vi2 vi1 2vi2是交流信号 的运算功能 指标要求 Rif 100k 741的内部管脚图 管脚排布1空载2反相输入端3同相输入端4 15V5空载6输出7 15V不要接反 8空载 连接 先用连线引出至接线孔 再插电阻 输入信号ui的获得 交流信号从函数信号发生器获得 注意函数信号发生器输出的是峰峰值 为有效值的2 828倍 为幅值的2倍 直流信号分别从实验箱左下部的两个可调的直流信号源获得 注意调节信号大小时要接上运放并反复调节至两个信号均为要求的值 再测输出信号 uA741 在没有元器件的位置插电阻 接 15V直流电源 直流信号源 电阻的测量 测量电阻时 可用万用表的欧姆档进行测量 将万用表的两指针接在电阻两端 直接读取示数 若示数为00 00 并不断跳到 即电阻阻值超过量程 应选用更大量程测量 设计题二提示 1 该题对放大倍数的要求较高 由于反相输入放大电路的放大倍数一般在0 1 100之间 同相输入放大电路在1 100之间 为了达到放大倍数的要求 该电路至少由两级放大电路组成 2 在选择集成运算放大器时 第一级是小信号放大 考虑满足其频带宽度即可 第二级输入信号幅度较大 除考虑其频带宽度外 还要考虑其转换速率 用信号发生器产生1000HZ 的正弦信号 函数发生器的使用 用信号发生器产生2V的正弦信号 正弦信号 输出信号 实验内容 1 运放在静态情况下 测出LM324VO V V 的直流电压 令Vi1 Vi2 0 即无交流输入 V VO V 或 3 反相加法运算电路 反相加法运算电路设计要求uo 2ui1 5ui2 反馈电阻Rf为100千欧 其输入输出关系为 uo ui1Rf R1 ui2Rf R2 ui 画出相应电路图 标注元件参数 输入ui测量uo完成 测量内容表 2 100k 反相加法运算电路测量内容 表 2 uo 2ui1 5ui2 2 验证运算关系 Vo 3Vi1 2Vi2 两输入信号对调 研究变化关系把减法电路变成比例放大电路 把其中一个输入端接地 调节方法 改变电源电压为6V 9V 12V 逐渐增大输入电压 使输出电压波形出现最大不失真 改变输入信号频率为1K 10K 50K 逐渐增大输入电压 使输出电压波形为锯齿波 然后减小输入电压 使输出电压波形为最大不失真正弦波 改变负载为300 1K 逐渐增大输入电压 使输出电压波形出现最大不失真 1 改变电源电压 增大输出电压后的波形 3 改变负载增大输出电压后的波形 最大不失真正弦波 改变输入电压频率 增大输出电压后的波形 减小输入电压