11210112模拟运算放大电路(二)-(2)

1、东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 电子线路实践 第 二 次实验实验名称： 模拟运算放大电路 （二） 院 （系）：生物医学工程 专 业：生物医学工程（七年制）姓 名： 鲁娜 学 号： 11210112 实 验 室: 103 实验组别： 10 同组人员： 廖俊龙 实验时间： 12年 04 月11日 评定成绩： 审阅教师： 一、实验目的和要求（或电路需要实现的功能及主要功能指标）1、 掌握运算放大器实现信号积分和电流电压转换功能电路的基本设计和调试方法；2、 掌握精密半波整流和精密全波整流电路的电路组成、电路原理、参数设计和调试方法；3、 了解运算放大器实际器件参数对积分电路、电流电

2、压转化电路、精密整流电路性能的影响。二、实验原理及实现方案（1） 积分电路 对于积分电路，根据“虚短”和“虚断”可以得到：i=Vi/R=ic和Vo=(-1/c)icdt=(-1/RC)Vidt即输出信号 vo 与输入信号 vi 有积分的关系。 该关系成立的前提之一是 f > f c =1/2 R f C ，即容抗小于阻抗。另外还必须满足| vo max | VoM 与 iL + iC I oM 。（2）电压/电流转换电路 利用运放的“虚地”和“虚断”可以得到：Il=Ii=Vi/Ri ，这样可以将电压信号转换为电流信号。同样需要满足：I L I oM 和 | vo max | VoM 的前

3、提。（3）精密整流电路 把二极管与运放结合起来， 将二极管置于运放的负反馈回路中， 可以减小二极管的非线性及 其温漂的影响，实现对弱小信号的精密整流或是线性整流。三、实验使用仪器准备（包括仪器的名称、型号、规格、编号、实用状况）数字示波器，函数发生器，万用表，电阻，面包板，导线等。四、实验内容1、 试用A741设计一个满足下列要求的基本积分电路：输入为Vipp=1V、f=10kHz的方波（占空比为50%）。设计R、C值，测量积分输出电压波形；改变f值观察Vo波形变化，并找出当f接近什么值的时候，电路近似一个反相比例运算电路。积分电路图设计基础： 输出电压 当f << fc时，电路近

4、似为一反相比例运算电路，其电压增益为-Rf/R 当f >> fc时，电路起积分器作用。 为使由输入偏置电流引起的输出失调减至最小，应取Rp=R1/Rf。a)元件参数计算： Fc=1/(2RfC)=159.15HZ c=0.01uf, Rf =100K, Rp=R1/Rf =10/100=100/11 9.09k R1 =10kb)设计验证一 输入为Vipp=1V、f=10kHz的方波（占空比为50%），用示波器观察输入输出波形，记录如下：输入信号输出信号峰峰值频率峰峰值频率1.12v10KHZ275mV10.03KHZ 双踪显示输入输出波形 实验结果分析： 输出三角波理论值:Vop

5、p=(Vipp/2 RC)×T/2=275mV和实验测得输出幅值正好一致，说明实验很准确。c)设计验证二 输入为Vipp=1V、f=1kHz的方波（占空比为50%），用示波器观察输入输出波形，记录如下：输入信号输出信号峰峰值频率峰峰值频率1.00v1KHZ2.38V1KHZ 双踪显示输入输出波形 实验结果分析：理论值算得为：2.5V,实际测得为 2.38V，误差为 5%，在可接受范围内。 F 增大时，输出三角波越清晰，越能体现积分特点。d) 设计验证三 输入为Vipp=1V、f=100Hz的方波（占空比为50%），用示波器观察输入输出波形，记录如下：输入信号输出信号峰峰值频率峰峰值频

6、率1.00V10HZ9.6V10HZ 双踪显示输入输出波形： 实验结果分析：根据理论值， f< f c=159 .15HZ 时， 当 该电路近似为一反相比例电路， 放大倍数为-10调节 f,当 f 155HZ 时，CH1,CH2 两者达到临界点，此时相位相反，幅值正好达 到 10 倍,再减小 f,电路越近似反相比例运算电路。 2、 29页内容2全部实验。（1）用A741组成一个同相型电压/电流转换电路，完成表中所列数据的测量电压/电流转换电路其中Vcc=±15V，表中要求测量IL的值，考虑接电流表的不便，改为测R1的电压，用R1上测得的电压值除以R1就是IL的值Vcc=

7、7;15V电压/电流转换数据：ViRLIL（测量值）mAIL（计算值）0.5041K0.5010.50410 K0.50020 K0.50027 K0.50033 K0.4301.004701.00851.001K0.9973 K0.99854.7 K1.082310 K0.99912 K0.99753.004703.02983.001 K2.9973 K2.98794 K2.72实验结果分析：当 RL 较小时输出电流接近理论值，当 RL 很大时输出电流会明显减小，远离理论值。（2）用示波器X-Y方式，测量电路的传输特性曲线，计算传输特性曲线的斜率和转折点值。注意：此时Vcc=±12

8、V此时Vi从接入直流电压改为用函数发生器输入正弦交流信号，f=500Hz，电压值以看到转折点为界，此处选取Vipp>15V。传输特性图：由图可算出，传输特性曲线的斜率= 1 。3、 精密半波整流电路：(I) 依照图10-1所示连接电路，元件参数：R1=R2=10K，电源电压±10V，二极管为1N4148。图13 精密半波整流电路(II) Vi输入一个频率为100Hz的正弦交流信号，有效值分别为5V、1V、10mv，用示波器观察输入输出信号波形，用毫伏表测量Vo值，对列表记录测量，并对结果进行分析比较。 精密半波整流有效值为5V 精密半波整流有效值为1V 精密半波整流有效值为10

9、mV（III）用示波器的X-Y显示方式测试该电路的电压传输特性，调节Vi幅度，找出输出的最大值Vomax= 5V。精密半波整流电路电压传输特性曲线：4、 精密全波整流电路(I) 图102的精密全波整流电路和传输特性曲线修正为下图。图中R=10K，电源电压±10V，二极管为1N4148精密全波整流有效值为5V 精密全波整流有效值为1V 精密全波整流波形图有效值为10mV 精密全波整流电路电压传输特性曲线： 最大Vomax = 9 v -Vomax =-8v Vomax/2 =4v思考题0、在图6-1所示基本积分电路中，为了减小积分误差，对运放的开环增益、输入电阻、输入偏置电流及输入失调电流有什么要求？答： 开环增益、输入电阻大，输入偏置电流、输入失调电流小1、 根据什么来判断图6-1电路属于积分电路还是反相比例运算电路？答： 当 f << fc 时，电路近似为一反相比例运算电路； 当 f >> fc 时，电路起积分器用2、 在图6-9所示电压/电流转换电路中，设Vom=6V，且Vi=1V，R1=1k，试求满足线性转换所允许的RLmax小于等于多少？答：RL （R1 *Vom Vi *R1）/Vi ，得 RL 5 K Vi 3、 若将图10-1电路