2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用
2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用 (1)

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号: 610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极转换速率(SlewRate)V/us运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
极限参数最大差模输入电压32V差模输入电压的最大值最大共模输入电压28V共模输入电压的最大值最大输出电流6mA输出电流的最大值最大电源电压3V电源电压的最大值2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100kΩ的电位器提供,与之串联的510Ω电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
图反相输入比例运算电路 LM324 管脚图1)图中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100 kΩ,RL=100 kΩ,RP=10k//100kΩ。
实验1 集成运算放大器的基本应用(I)

实验二 集成运算放大器的基本应用(I)─ 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μA741的使用方法。
3. 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。
集成运算放大器配接不同的外围元件可以方便灵活地实现各种不同的运算电路(线性放大和非线性电路)。
用运算放大器组成的运算电路(也叫运算器),可以实现输入信号和输出信号之间的数学运算和函数关系,是运算放大器的基本用途之一,这些运算器包括比例器、加法器、减法器、对数运算器、积分器、微分器、模拟乘法器等各种模拟运算功能电路。
(1) 反相比例运算电路电路如图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R 2=R 1 // R F 。
iU 10-=-=i 1FO U R R U图1 反相比例运算电路(2) 同相比例运算电路图2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i U 11=+=i 1FO )U R R (1U R 2=R 1// R F图2 同相比例运算电路三 实验设备与器件1.±12V 直流电源2. 函数信号发生器3.交流毫伏表4. 数字式万用表5.双通道数字示波器6.集成运算放大器μA741×17.9.1K Ω、10 K Ω、100 K Ω电阻各1个,导线若干8.THM-3A 型模拟电路实验箱。
2 3674152 315467四实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置;切忌正、负电源极性接反和输出端短路,否则将会损坏集成块。
运算放大器的作用

运算放大器的作用
运算放大器是一种电子装置,主要用于放大电路中的信号。
它可以增大输入信号的幅度,使其达到足够大的数值以便后续处理。
运算放大器通常由多个晶体管以及其他电子元件组成。
运算放大器在电子电路中有广泛的用途。
首先,它可以在放大器中起到放大输入信号的作用。
通过调节运算放大器的增益,可以将输入信号放大到所需的幅度。
这对于各种电子设备和系统中的信号处理过程非常重要。
其次,运算放大器在模拟计算器和模拟电脑中也是必不可少的部分。
它们可以进行各种数学运算,如加法、减法、乘法和除法,以及其他复杂的运算。
通过使用运算放大器,可以实现高精度和快速的模拟计算。
另外,运算放大器还可以用于信号滤波。
在许多电子设备中,可能会出现各种噪声和杂散信号,这会对正常的信号处理和识别造成干扰。
运算放大器可以通过滤除或衰减这些噪声信号,提高信号的质量和准确性。
此外,运算放大器还可以用于自动控制系统中的反馈机制。
通过将输出信号与期望信号进行比较,并通过运算放大器将误差信号放大到合适的幅度,可以实现对系统状态的监测和调节。
这种反馈控制可以提高系统的稳定性和精度。
总之,运算放大器在电子电路中起着至关重要的作用。
它们可以放大输入信号、进行模拟计算、滤波信号以及实现反馈控制。
这些功能使得运算放大器成为许多电子设备和系统中不可或缺的组成部分。
东南大学模电实验运算放大器的基本应用

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号:610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100kΩ的电位器提供,与之串联的510Ω电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
图1.1 反相输入比例运算电路LM324 管脚图1)图1.1 中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100 kΩ,RL=100 kΩ,RP=10k//100kΩ。
按图连接电路,输入直流信号Ui 分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同Ui 时的Uo 值,列表计算Au 并和理论值相比较。
2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用

原因分析:由于输出电压是通过运放的输出电流乘以负载得到的,但运放是有最大输出电 流的限制,这也就意味着当负载很小的时候,运放输出电流达到最大值后,输出电压将会 受限。由 LM324 的数据表知最大输出电流为 60mA,通过计算可知
可以看到,当频率提高到 71kHz 时,输入电压峰峰值为 106mV,基本不变;输出电压峰峰 值为 1.64V,放大倍数为 15.5 倍,与上限截止频率要求的放大倍数
21 × 0.707 = 14.847 基本一致,而利用 multisim 仿真中扫频仪可得,
上限截止频率大约为 50kHz,考虑到理论与实际的误差,结果基本相符。
由计算可知此时放大倍数为 3 倍。
同上,可以计算出此时的相位差为滞后 137.8°。
由转换速率的计算公式得:푆푅
=
1.58푉 3.480푢푠
=
0.454푉/푢푠
与数据表上的 0.5 基本一致。
列表比较 电阻 RF 100kΩ 10kΩ
上限截止频率 fH 71kHz
602.4kHz
相位差(滞后) 59.32° 137.8°
2) Ui 输入 0.2V(有效值)、 1kHz 的正弦交流信号,在双踪示波器上观察并记录输入输 出波形,在输出不失真的情况下测量交流电压增益,并和理论值相比较。注意此时不 需要接电阻分压电路。
可以看到,此时输入电压有效值为 215mV,输出电压有效值为 2.01V,放大倍数基本上与 理论值 10 倍相符,而且可以看到,此时输出与输入波形相位相反,符合反向放大比例电路 的作用。
运算放大器基本应用

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电子电路实验第一次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化姓名:周晓慧学号:********实验室: 105实验组别:同组人员:无实验时间:2012年03月23日评定成绩:审阅教师:实验一运算放大器的基本应用一、实验目的:1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法;2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法,以及增益、幅频特性、传输特性曲线、带宽的测量方法;3、了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等)的基本概念;4、了解运放调零和相位补偿的基本概念;5、掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法及实验测量技能。
二、预习思考:1、查阅741运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。
参数转换速率S R0.25-0.5V/μs指输出电压量变化与其所需要的时间的比值极限参数最大差模输入电压U IOR±15V同相、反相端所能承受的最大的差模输入电压。
最大共模输入电压U ICR±13V同相、反相端所能输入的最大的共模信号,超过这个值,会有一定的共模放大作用影响。
最大输出电流I OS25-40mA 运放所能输出的电流峰值。
最大电源电压U SR±18V 运放所加电源的最大值。
2、设计一个反相比例放大器,要求:|A V|=10,Ri>10KΩ,将设计过程记录在预习报告上;(1)仿真原理图(2)参数选择计算因为要求|A v|=10,即|V0/V i|= |-R f/R1|=10,故取R f=10R1,.又电阻应尽量大些,故取:R1=10kΩ,Rk=100 kΩ, R L=10 kΩ(3)仿真结果图中红色波形表示输入,另一波形为输出,通过仿真可知|V0/V i|=9.77≈10,仿真正确。
东南大学模拟电子线路实验报告运算放大器的基本应用

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电路与电子线路实验Ⅱ第一次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:工科试验班姓名:学号:实验室: 电工电子中心103实验组别:同组人员:实验时间:2019年4月11 日评定成绩:审阅教师:了解运放的基本特性,以运放构成的同相比例放大电路为例,研究运算放大器的转换速率和增益带宽积性能。
二、 实验原理1. 实验一 同相比例放大电路根据运算放大器基本原理及性质,可得00u u i i +-+-====11o F i u R u R =+ 2. 实验二 减法电路的设计3211231(1)F F o R R Ru u u R R R R =+-+ 3. 实验三 波形转换电路的设计1O i u u dt RC=-⎰1.实验内容(补充实验):(1)设计一个同相输入比例运算电路,放大倍数为11,且 RF=100 kΩ。
输入信号保持Ui=0.1Vpp不变,改变输入信号的频率,在输出不失真的情况下,并记录此时的输入输出波形,测量两者的相位差,并做简单测出上限频率fH分析。
/°图像14.032.042.647.9(b )(c )实验结果分析: 由上表可得,当*0.1*110.778O U AuU V === 时,输出波形已经失真,此时fH=78.86kHz ,φ=47.9°,可以看出相位差与理论值45°存在较小差距,基本吻合。
(2)输入信号为占空比为50%的双极性方波信号,调整信号频率和幅度,直至输出波形正好变成三角波,记录该点输出电压和频率值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析(这是较常用的测量转换速率的方法)。
(a )双踪显示输入输出波形图(c ) 实验结果分析:7.84/0.501/1/(32*2)dV SR V s V s dt μμ===由SR 的计算公式可得SR ≈0.5V/μs ,与理论值近似(3)将输入正弦交流信号频率调到前面测得的fH,逐步增加输入信号幅度,观察输出波形,直到输出波形开始变形(看起来不像正弦波了),记录该点的输入、输出电压值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析,并和手册上的转换速率值进行比较。
201x东南大学模电实验1运算放大器的基本应用

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号:610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。
增益带宽积(GBW) 1.2MHz 增益带宽积是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。
这个参数表示增益和带宽的乘积。
转换速率(Slew Rate)0.5V/us 运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
极限参数最大差模输入电压32V差模输入电压的最大值最大共模输入电压28V共模输入电压的最大值最大输出电流60mA输出电流的最大值最大电源电压30V电源电压的最大值2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100kΩ的电位器提供,与之串联的510Ω电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
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东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号: 610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。
2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10K?,RF=100 k?,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100k?的电位器提供,与之串联的510?电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10K?,RF=100 k?,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
图 1.1 反相输入比例运算电路 LM324 管脚图1)图 1.1 中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100 kΩ,RL=100 kΩ,RP=10k//100kΩ。
按图连接电路,输入直流信号 Ui 分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同 Ui 时的 Uo 值,列表计算 Au 并和理论值相比较。
其中 Ui 通过电阻分压电路产生。
AuUi/V Uo/V测量值理论值-213.365-6.6825\分析:根据数据表格可知,当Ui小于1.5V时,放大倍数与理论值10倍基本一致;当超过1.5V时,如表格中的2V,其放大后的理论值Uo应为-20V,但是由于电源电压为+15V和-15V,根据放大器的性质,不能提供比电源电压更高的电压,所以最大也只能在13-14V,比电源电压略小1-2V。
2)Ui 输入 0.2V(有效值)、 1kHz 的正弦交流信号,在双踪示波器上观察并记录输入输出波形,在输出不失真的情况下测量交流电压增益,并和理论值相比较。
注意此时不需要接电阻分压电路。
可以看到,此时输入电压有效值为215mV,输出电压有效值为2.01V,放大倍数基本上与理论值10倍相符,而且可以看到,此时输出与输入波形相位相反,符合反向放大比例电路的作用。
3)输入信号频率为 1kHz 的正弦交流信号,增加输入信号的幅度,测量最大不失真输出电压值。
此时输入电压的有效值为1.01V,输出电压的有效值为10.0V,仍满足10倍的放大倍数。
但可以看到,输出电压的波峰部分已开始变形,变得较平,说明已经达到了最大不失真的电压值,而随后增大输入电压,观察到输出电压的放大倍数也渐渐小于10倍,说明输出电压有效值为10V时为最大不失真电压。
4)用示波器 X-Y 方式,测量电路电压的传输特性曲线(教师当堂验收),计算传输特性的斜率和转折点值。
注:由于拍摄时使用的是1kHz,所以图像右下角有重影的部分,事实是当调整为100-500Hz时,图像会很清晰,但数据仍然不变,特此说明。
由图可知,输出电压当达到转折点上限13.30V和下限-13.80V时,电压便不再变化,呈现出水平的直线,这表明了最大输出电压需满足低于电源电压1-2V的条件。
同时可以观察到在当输入电压在-1.270V到1.510V之间时,X-Y图像呈现为斜线,通过计算得到斜率为-9.748,这与理论的放大倍数-10十分接近。
5)电源电压改为±12V,重复(3)、(4),并对实验结果进行分析比较。
当电源电压改为正负12V时,理论上最大不失真电压将相应的减小,而X-Y图像中的转折点上下限电压也会相应减小,斜率将会不变,而事实也的确是这样。
此时输入电压的有效值为821mV,输出电压的有效值为8.08V,略微小于10倍的放大倍数。
但可以看到,输出电压的波峰部分已开始变形,变得较平,说明已经达到了最大不失真的电压值,而随后增大输入电压,观察到输出电压的放大倍数也渐渐小于10倍,说明输出电压有效值为8.08V时为最大不失真电压。
注:此时已调整为100Hz,图像很清晰,而且无重影,与之前1kHz的图像形成鲜明对比。
由图可知,输出电压当达到转折点上限10.90V和下限-11.50V时,电压便不再变化,呈现出水平的直线,这表明了最大输出电压需满足低于电源电压1-2V的条件。
同时可以观察到在当输入电压在-1.030V到1.150V之间时,X-Y图像呈现为斜线,通过计算得到斜率为-10.275,这与理论的放大倍数-10十分接近。
斜率基本不变。
6)重新加负载(减小负载电阻 RL),使 RL=220Ω,测量最大不失真输出电压,并和RL=100 kΩ数据进行比较,分析数据不同的原因。
(提示:考虑运算放大器的最大输出电流)。
当RL=220?时,此时电源电压为正负15V,测量出来的最大不失真电压有效值为5.58V,比RL=100k?的最大不失真电压值10.0V小了将近5V。
原因分析:由于输出电压是通过运放的输出电流乘以负载得到的,但运放是有最大输出电流的限制,这也就意味着当负载很小的时候,运放输出电流达到最大值后,输出电压将会受限。
由LM324的数据表知最大输出电流为60mA,通过计算可知V=60mA×220Ω=13.2V理论上的最大值为13.2V,小于100k?时的最大值15V(电源电压),所以实际上也会小于100k?时的10.0V。
注:实际使用220?的电阻作为负载时,电路工作一段时间后,此电阻产热很大,消耗的功率也很大,比较直观的表示为烫手。
内容二:1)设计一个同相输入比例运算电路,放大倍数为 21,且 RF=100 kΩ。
输入信号保持Ui=0.1Vpp 不变,改变输入信号的频率,在输出不失真的情况下,测出上限频率 fH 并记录此时的输入输出波形,测量两者的相位差,并做简单分析。
此时的输入电压峰峰值为112mV,输出电压峰峰值为2.32V,放大倍数为20.71,与要求的21倍基本一致。
此时的频率为1kHz,下面开始提高频率,测量上限截止频率。
可以看到,当频率提高到71kHz时,输入电压峰峰值为106mV,基本不变;输出电压峰峰值为1.64V,放大倍数为15.5倍,与上限截止频率要求的放大倍数21×0.707=14.847基本一致,而利用multisim仿真中扫频仪可得,上限截止频率大约为50kHz,考虑到理论与实际的误差,结果基本相符。
调整时基旋钮使波形尽可能展开便于测量,通过光标读数和计算可知,相位差为滞后相位φ=2.320uu14.08uu×360u=59.32°由扫频仪的相频曲线仿真可知:理论值为58.921°,与实际测量的结果59.32°非常接近。
2)输入信号为占空比为 50%的双极性方波信号,调整信号频率和幅度,直至输出波形正好变成三角波,记录该点输出电压和频率值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析(这是较常用的测量转换速率的方法)。
由转换速率的计算公式得:u u=1.64u5uu=0.328u/uu与数据表上的0.5基本一致。
3)将输入正弦交流信号频率调到前面测得的 fH,逐步增加输入信号幅度,观察输出波形,直到输出波形开始变形(看起来不象正弦波了),记录该点的输入、输出电压值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析,并和手册上的转换速率值进行比较。
此时频率为上限截止频率71kHz,输出波形波峰部分较尖,已经不太像正弦波了=0.374u/uu由转换速率的计算公式得:u u=2.64u7.05uu与数据表上的0.5基本一致。
4)RF 改为 10 kΩ,注意调整 RP 的阻值,重复内容二(1)(2)。
列表比较前后两组数据的差别,从同相比例放大器增益计算、增益带宽积等角度对之进行分析。
并总结在高频应用中该如何综合考虑增益带宽积和转换速率对电路性能的影响。
由计算可知此时放大倍数为3倍。
同上,可以计算出此时的相位差为滞后137.8°。
=0.454u/uu由转换速率的计算公式得:u u=1.58u3.480uu与数据表上的0.5基本一致。
列表比较可以看出,当电阻为10k?时,上限截止频率、相位差和转换速率都比电阻为100 k?时大。
由于LM324的增益带宽积为1.2MHz,这也就意味着增益和带宽的乘积的最大值为1.2MHz,放大倍数越小,增益带宽越大。
如果超过该数值,增益的倍数就会相应减小。
通过计算21×0.707×71kHz=1.05MHz3×0.707×602.4kHz=1.28MHz得到的增益带宽积基本与1.2MHz一致。
内容三:设计电路满足以下加法运算关系(预习时设计好电路图,并用Multisim软件仿真) :u u=−2u u1+5u u2Ui1接入方波信号,方波信号从示波器的校准信号获取(模拟示波器的校准信号为1KHz、1V(峰峰值)的方波信号,数字示波器的校准信号为1KHz、5V(峰峰值)的方波信号),Ui2 接入5kHz,0.1V(峰峰值)的正弦信号,用示波器观察输出电压Uo的波形,画出波形图并与理论值比较。
实验中如波形不稳定,可微调Ui2的频率。
通过仿真可得:通过示波器显示为:通过比较,数据基本一致,并且符合题意。
2.提高要求设计一个运算电路,满足运算公式u u(u)=101100u u(u)+100∫u u(u)uu+1 10000uu u(u)uu1)写出具体的设计过程,比例、积分、微分的系数可以有所不同,请考虑不同的系数对设计输出有何影响?考虑到PID各波形幅度对整体波形的影响,此处调整了PID的系数,调整为u u(u)=101100u u(u)+10000∫u u(u)uu+10−6uu u(u)uu2)分别观察比例-积分,比例-微分,积分-微分,比例-积分-微分运算电路的波形,并进行分析比较,各算式系数对波形的影响。
比例-积分(PI)比例-微分(PD)积分-微分(ID)比例-积分-微分(PID)PID各部分影响:比例:使波形呈现双极性方波形态积分:使波形呈现三角波形态微分:使波形呈现上下振荡衰减且频率高的三角波形态四、实验总结1.模电第一个实验,从着手设计到现在完成报告,前前后后花了两周时间,也从这里面学到不少。