运算放大器基本应用
运放基本应用电路

运放基本应用电路运放基本应用电路运算放大器是具有两个输入端,一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。
若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。
当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。
运算放大器可进行直流放大,也可进行交流放大。
R f使用运算放大器时,调零和相位补偿是必须注意的两个问题,此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等,以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。
U O 1.反相比例放大器 电路如图1所示。
当开环增益为 ∞(大于104以上)时,反相放大器的闭环增益为: 1R R U U A f I O uf -== (1) 图1 反相比例放大器 由上式可知,选用不同的电阻比值R f / R 1,A uf 可以大于1,也可以小于1。
若R 1 = R f , 则放大器的输出电压等于输入电压的负值,因此也称为反相器。
放大器的输入电阻为:R i ≈R 1直流平衡电阻为:R P = R f // R 1 。
其中,反馈电阻R f 不能取得太大,否则会 产生较大的噪声及漂移,其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。
R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。
2.同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高,输出电阻很低的特点,广泛用于前置放大器。
电路原理图如图2所示。
当开环增益为 ∞(大于104以上 图2 同相比例放大器 )时,同相放大器的闭环增益为:1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== (2) 由上式可知,R 1为有限值,A uf 恒大于1。
同相放大器的输入电阻为:R i = r ic其中: r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻,一般为108Ω;放大器同相端的直流平衡电阻为:R P = R f // R 1。
若R 1 ∞(开路),或R f = 0,则A u f 为1,于是同相放大器变为同相跟随器。
此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流,因此 U可视作电压源,是比较理想的阻抗变换器。
运算放大器工作原理及应用

运算放大器工作原理及应用
运算放大器是一种基本的放大器电路,其主要作用是将输入信号放大并输出。
它采用了差分放大电路,将两个输入信号进行放大和差分运算,并输出放大后的差分信号。
运算放大器具有以下几个重要特点:
1. 高增益:运算放大器具有非常高的增益,通常在几千到几百万倍之间,使得输入信号可以得到大幅度放大。
2. 差分输入:运算放大器有两个输入端,称为非反相输入端(+)和反相输入端(-)。
它可以对这两个输入信号进行差分放大,从而实现对输入信号的放大和运算。
3. 可调增益:运算放大器具有可调增益的特性,可以通过外部电阻进行调节,以满足不同的放大需求。
4. 高输入阻抗和低输出阻抗:运算放大器的输入阻抗非常高,几乎不消耗输入信号的能量;而输出阻抗非常低,可以驱动各种负载。
运算放大器广泛应用于各种电子电路中,例如:
1. 仪器测量:运算放大器可以对微弱的传感器信号进行放大和处理,从而实现精确的测量和控制。
2. 运算放大器放大电路:在电路中,运算放大器可以用于对电
压、电流、频率等信号进行放大。
3. 模拟计算机:运算放大器可以用于实现各种模拟计算机的基本运算,例如加法、减法、乘法等。
4. 滤波器:运算放大器可以与电容、电感等元件组成滤波电路,用于对信号进行滤波和去噪。
总之,运算放大器是一种非常重要的放大器电路,具有高增益、可调增益、差分输入和广泛的应用领域。
它在电子工程中有着非常重要的作用。
集成运算放大器的应用有哪些

集成运算放大器的应用有哪些集成运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP) 是现代电子技术中常用的一种集成电路,广泛应用于信号放大、积分、微分、比较、滤波、波形变换、逻辑运算等电路中。
本文将介绍一些集成运算放大器的应用。
一、信号放大集成运算放大器广泛应用于信号放大电路中,其直接或变压器耦合输入方式具有低输入电阻、高输入阻抗、低噪声、高增益和宽带等特性。
在应用中,可通过精心设计放大器电路,控制反馈,实现高增益稳定运行。
二、积分电路积分电路是信号处理电路中的基本电路,它能将信号输入与时间积分,输出的是输入信号积分后的值。
集成运算放大器常用于积分电路的设计,其放大电压信号,然后通过电容对信号进行积分。
例如,在三角形波发生器电路中,可通过电容积分得到正弦波信号,而集成运算放大器的内部电路通常包含差分放大器,可将输入信号转化为电压差,用于驱动电容,完成积分计算。
三、微分电路微分电路是在信号处理中广泛应用的一种电路,它能够将信号对时间的微分操作,其输出电压是输入信号微分后的值。
集成运算放大器也常用于微分电路的设计中,可通过对输入信号进行微分计算得到输出信号。
例如,在测量热电偶温度时,可将温度信号输入到集成运算放大器中,通过差分放大器将信号转化为电压差,然后用电阻对信号进行微分计算,输出即为最终温度值。
四、比较电路比较电路是一种将两个信号进行比较然后输出比较结果的电路,它广泛应用于数字电路、自动控制、计算机硬件等领域。
集成运算放大器常用于比较电路中,它的输出能够根据电压的大小关系取两个输入信号中的一个。
例如,电压比较器是一种常见的电路,它采用集成运算放大器作为比较电路的核心元件,用于比较两个不同电压的大小关系,以便输出相应的状态。
五、滤波器滤波器是一种通过对输入信号进行滤波操作,抑制或增强特定频率信号的电路。
集成运算放大器广泛应用于滤波电路的设计中,其内部电路包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等类型。
集成运算放大器的基本应用实验报告

集成运算放大器的基本应用实验报告集成运算放大器的基本应用实验报告引言:集成运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。
它具有高增益、低失调、宽带宽等特点,可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
在本次实验中,我们将通过几个基本应用实验,探索集成运算放大器的工作原理和应用场景。
实验一:非反相放大器非反相放大器是Op-Amp最常见的应用之一。
它通过将输入信号与放大倍数相乘,输出一个放大后的信号。
我们在实验中使用了一个标准的非反相放大器电路,将一个正弦波信号作为输入,观察输出信号的变化。
实验结果显示,输出信号的幅度和输入信号的幅度相比,增大了放大倍数倍。
而相位方面,输出信号与输入信号的相位保持一致。
这说明非反相放大器能够有效放大输入信号,并且不改变其相位。
实验二:反相放大器反相放大器是Op-Amp另一种常见的应用。
它与非反相放大器相比,输入信号与放大倍数相乘后取反,输出一个反向的放大信号。
我们在实验中使用了一个反相放大器电路,将一个正弦波信号作为输入,观察输出信号的变化。
实验结果显示,输出信号的幅度与输入信号的幅度相比,同样增大了放大倍数倍。
但是相位方面,输出信号与输入信号相差180度。
这说明反相放大器能够有效放大输入信号,并且改变其相位。
实验三:积分器积分器是Op-Amp的另一个重要应用。
它可以将输入信号进行积分运算,输出一个积分后的信号。
我们在实验中使用了一个积分器电路,将一个方波信号作为输入,观察输出信号的变化。
实验结果显示,输出信号呈现一个斜率逐渐增大的曲线,表明输入信号得到了积分。
这说明积分器能够有效对输入信号进行积分运算,输出一个积分后的信号。
实验四:微分器微分器是Op-Amp的又一个重要应用。
它可以将输入信号进行微分运算,输出一个微分后的信号。
我们在实验中使用了一个微分器电路,将一个正弦波信号作为输入,观察输出信号的变化。
运算放大器的基本应用

运算放大器的基本应用运算放大器的基本应用加法器在多路信号的混合上有着很多的应用。
反相放大器,在单管放大电路上也有一样的用法。
下面是小编带来的运算放大器的基本应用,希望对你有帮助。
实验报告课程名称: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:号:实验室: 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。
2、设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=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|Av|=10,即|V0/Vi|= |-Rf/R1|=10,故取Rf=10R1,.又电阻应尽量大些,故取:R1=10kΩ,Rk=100 kΩ, RL=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/Vi|=9.77≈10,仿真正确。
3、设计一个电路满足运算关系UO= -2Ui1 + 3Ui2(1)仿真原理图(2)参数选择计算利用反向求和构成减法电路,故可取R1=10kΩ,RF1=30kΩ,R3=10kΩ,R2=RF2=20kΩ (3)仿真结果输入Ui2为振幅等于2V的方波,Ui1为振幅等于1V的方波,因为输出为振幅等于4V的方波,故可知仿真正确。
实验--集成运算放大器的基本应用 模拟运算电路

实验–集成运算放大器的基本应用模拟运算电路引言集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier,简称OPAMP)是一种重要的电子元件,它在模拟电路设计和实验中被广泛应用。
本文将介绍集成运算放大器的基本应用,并通过实验来验证其在模拟运算电路中的功能和性能。
集成运算放大器的基本原理集成运算放大器是一种高增益、差分输入和单端输出的电子放大器。
它具有很高的输入阻抗、低的输出阻抗和大的开环增益。
通过反馈电路,集成运算放大器可以实现各种电路功能,如放大器、比较器、滤波器等。
实验目的本实验旨在通过实际操作,掌握集成运算放大器的基本应用,包括放大器、比较器和无源滤波器。
实验器材•集成运算放大器IC•双电源电源•电阻•电容•示波器•多用电表实验步骤步骤1:放大器的基本应用1.按照电路图连接集成运算放大器,并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件,按照电路图搭建一个基本放大器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端,通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的幅值和频率,观察输出信号的变化。
步骤2:比较器的应用1.断开反馈电路,使集成运算放大器工作在开环状态。
2.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端,通过示波器观察输出信号。
3.调节输入信号的幅值,观察输出信号的变化。
步骤3:无源滤波器的应用1.按照电路图连接集成运算放大器,并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件,按照电路图搭建一个无源滤波器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端,通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的频率,观察输出信号的变化。
实验结果与分析在实际操作中,我们成功搭建了集成运算放大器的放大器、比较器和无源滤波器电路,并通过示波器观察到了相应的输入输出波形。
在放大器电路中,我们调节了输入信号的幅值和频率,观察到了输出信号的线性放大效果。
在比较器电路中,我们调节了输入信号的幅值,观察到了输出信号的高低电平变化。
运算放大器的用法

运算放大器的用法运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子器件,广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点,使得它在电子设计中扮演着重要的角色。
下面将介绍一些运算放大器的常见用法。
1. 比较器:运算放大器可以用作比较器,将两个输入信号进行比较,并输出一个高电平或低电平的信号。
这种应用常见于电压比较、开关控制等场景。
2. 放大器:运算放大器最常见的用途是作为信号放大器。
通过调整反馈电阻和输入电阻的比例,可以实现不同的放大倍数。
这种应用广泛用于音频放大、传感器信号处理等领域。
3. 滤波器:运算放大器可以与电容和电感等元件组成滤波电路,实现对特定频率范围内信号的增强或抑制。
这种应用常见于音频滤波、通信系统中的滤波等场景。
4. 仪表放大器:运算放大器可以通过调整反馈网络来实现对输入信号进行精确测量和调节。
这种应用常见于仪器仪表、传感器信号调理等领域。
5. 电压跟随器:运算放大器可以实现输入电压与输出电压一致的功能,即输入电压变化时,输出电压也相应变化。
这种应用常见于自动控制系统、反馈控制等场景。
6. 信号发生器:通过在运算放大器的反馈回路中引入RC网络,可以实现正弦波、方波等不同形式的信号发生。
这种应用常见于测试仪器、音频设备等领域。
总之,运算放大器作为一种重要的电子元件,在各个领域都有广泛的应用。
它的高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点使得它成为了电子设计中不可或缺的工具。
无论是在信号处理、控制系统还是仪表测量等方面,运算放大器都发挥着重要作用,为我们提供了更加精确和稳定的电子系统。
实验二集成运算放大器的基本应用

实验二 集成运算放大器的基本应用—— 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、实验仪器1、 双踪示波器2、 万用表3、 交流毫伏表4、 信号发生器 三、电路理论回顾集成运算放大器在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。
1、 反相比例运算电路电路如图11-1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i FO U R R U 1-= (11-1)图11-1 反相比例运算电路为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 。
2、 反相加法电路图11-2 反相加法运算电路电路如图11-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为)(2211i F i F O U R RU R R U +-= R 3=R 1∥R 2∥R F (11-2) 3、 同相比例运算电路图11-3(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i FO U R R U )1(1+= R 2=R 1∥R F (11-3) 当R1→∞时,U O =U i ,即得到如图11-3(b )所示的电压跟随器。
图中R 2=R F ,用以减小漂移和起保护作用。
一般R F 取10K Ω,R F 太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。
图11-3 同相比例运算电路4、 差动放大电路(减法器)对于图11-4所示的减法运算电路,当R1=R2,R3=RF 时,有如下关系式: )(1120i i U U R RFU -=(11-4)图11-4 减法运算电路5、 积分运算电路图11-5 积分运算电路反相积分电路如图11-5所示。
在理想化条件下,输出电压U 0等于 001()(0)ti C U t U dt U RC =-+⎰ (11-5) 式中U C (0)是t=0时刻电容C 两端的电压值,即初始值。
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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。
3、设计一个电路满足运算关系U O= -2U i1 + 3U i2(1)仿真原理图(2)参数选择计算利用反向求和构成减法电路,故可取R1=10kΩ,RF1=30kΩ,R3=10kΩ,R2=RF2=20kΩ(3)仿真结果输入Ui2为振幅等于2V的方波,Ui1为振幅等于1V的方波,因为输出为振幅等于4V的方波,故可知仿真正确。
三、实验内容:1、基本要求:内容一:反相输入比例运算电路(I)图1.3中电源电压±15V,R1=10kΩ,R F=100 kΩ,R L=100 kΩ,R P=10k//100kΩ。
按图连接电路,输入直流信号U i分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同U i时的U o值,列表计算A u并和理论值相比较。
其中U i通过电阻分压电路产生。
Ui/V U O/VA u测量值理论值2.001 -12.85 -6.42 -100.498 -5.000 -10.04 -10-0.508 5.061 -9.96 -10-1.988 14.17 -7.13 -10 实验结果分析:由于运算放大器的输出会受到器件特性的限制,故当输入直流信号较大时,经过运放放大后的输出电压如果超过U OM,则只能输出U OM,根据数据手册可以看出,V CC=±15V时,输出电压摆幅U OM≈±13V~±14V。
这就是为什么输入电压较低时测得的增益与理论值相近,而输入电压较大时,则与理论值相差较大。
(II)Ui输入0.2V、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。
(a)双踪显示输入输出波形图输入信号有效值(V)输出信号有效值(V)信号频率电压增益测量值理论值0.2 2.06 1kHz 10.3 10交流反相放大电路实验测量数据实验结果分析:从图中可以看出输入输出信号的相位相差1800,这符合反相放大器的特性,又输入与输出信号的有效值之比为10.3,与理论值相近,故可知该电路是一个反向比例放大电路。
(III)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。
重加负载(减小负载电阻R L),使R L=220Ω,测量最大不失真输出电压,并和R L=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)负载R L=100KΩR L=220Ω正电源电压(V)15 15 正最大不失真输出电压(V)14.57 4.78负电源电压(V)-15 -15 负最大不失真输出电压(V)-13.15 -4.92实验结果分析:(1)当电源电压为±15V时,运放的最大输出摆幅范围为±13V到±14V。
(2)当RL=100KΩ时,最大不失真输出电压在运算放大器的最大输出摆幅范围内;而当RL=220 Ω时,则最大不失真输出电压小了很多,由数据手册可知,741运放的最大输出电流I OS 为±25mA,故当负载为220Ω时,负载上最大的电压为±5.5V,显然实验结果与理论值相近。
(IV)用示波器X-Y方式,测量电路的传输特性曲线,计算传输特性的斜率和转折点值。
(a)传输特性曲线图(请在图中标出斜率和转折点值)(-1.4,14.1)斜率K=(14.1+13.8)/(-1.4-1.4)=-10.2(1.4,-13.8)(b)实验结果分析:传输特性的斜率为-10.2,这与运放的增益相近,故可知斜率即为运放的增益,而转折点的值14.1以及13.8则为当VCC=15V时,运放的输出电压摆幅。
(V)电源电压改为±12V,重复(3)、(4),并对实验结果结果进行分析比较。
(a)自拟表格记录数据重复试验内容(3)负载R L=100KΩR L=220Ω正电源电压(V)12 12正最大不失真输出电压(V)11.4 4.5负电源电压(V)-12 -12负最大不失真输出电压(V)10.3 -4.6重复内容(4)(b) 实验结果分析: 重复内容(3):当R=100k Ω时,最大不失真输出电压与运算放大器的输出电压摆幅相近(注:此时输出电压摆幅由于运放的VCC 变小,故其也变小);而当R=220Ω时,由于受到最大输出电流的影响,故最大不失真输出比R=100k Ω时的最大不失真输出电压小了很多,显然这与内容(3)的结果一致。
重复内容(4):当电源电压改为±12V 时,传输特性曲线基本与内容(4)一致,斜率仍旧表示电压增益,转折点为输出电压摆幅。
(VI) 保持Ui =0.1V 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f H 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。
(a )双踪显示输入输出波形图(b )上限频率f H (KHz) 相位差 t(μs) T(μs) Φ=t/T×360 o 90.016.111.10197.840滞后(C )实验结果分析: (1)查阅手册可知放大电路上限频率和增益的乘积为0.7~1.6MHz ,显然测量结果与(-1.2,12)(1.0,-10)斜率K=(12+10)/(-1.2+1.0)=-10Vpp=300mvVpp=2.2V理论情况相符合。
(2)通过观察波形可知,当频率达到上限频率时,此时增益相比于理论值有所下降,且输入输出信号的相位差也发生了变化(VII)将输入正弦交流信号频率调到前面测得的f H,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。
(a)双踪显示输入输出波形图Vpp=0.632VVpp=3.1V(b)频率输入信号U iPP输出信号U OPP dU O/dt90.01kHz 0.632V 3.1V 0.558 V/μs(c)实验结果分析:由于输出信号近似为三角波,因此只需要计算输出波形斜率就可得到转换速率。
计算结果为0.558 V/μs与手册提供的理论值0.5 V/μs相近,故实验正确。
(VIII)输入信号改为占空比为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Vpp=2.24VVpp=19.2V(b )频率 输入信号U iPP输出信号U OPPdU O /dt 18.0kHz2.24V19.2V0.691 V/μs➢ (c )实验结果分析:由于输出波形为三角波,故只需计算三角波的斜率便可知转换速率,计算结果为0.691V/us ;同时运算放大器应用中,当频率较高,输出信号幅度较大时必须考虑转换速率的影响。
(IX) R F 改为10 kΩ,自己计算R P 的阻值,重复(6)(7)。
列表比较前后两组数据的差别,从反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。
重复(6): 保持Vi =0.2V 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f H 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。
(a ) 双踪显示输入输出波形图(b )此时Rp= 5k Ω ,上限频率f H (KHz) 相位差 t(μs) T(μs) Φ=t/T×360 o 549.5kHz1.21.8202400滞后(c )实验结果分析:(1)相比于内容(6)因为增益带宽积为一常数,而现在增益减小了(由于R F 变小)故带宽应变大即上限频率变大,显然与实验结果相符符合。
(2)通过观察波形可知,当频率达到上限频率时,此时增益相比于理论值有所下降,且输入输出信号的相位差也发生了变化。
重复(7): (a ) 双踪显示输入输出波形图Vpp=0.592VVpp=0.44VVpp=1.00VVpp=0.52V(b)频率输入信号V iPP输出信号V OPP dU O/dt551.0kHz 1.00V 0.52V 0.573 V/μs (c)实验结果分析:输出信号电压对时间求导可得到电压变化率(即为转换速率)。
由于输出信号为近似三角波,因此只需要计算输出波形斜率即可。
同时由于转换速率一定,故相比于内容(7)由于上限频率增大了,故输出信号幅值应下降。
(d)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:首先根据设计中的增益和上限频率的计算出增益带宽积,然后根据输出电压的幅度和上限频率计算转换速率。