電子技術課程設計實驗報告

1、<p>　　電子技術課程設計實驗</p><p><b>　　一、實驗目的：</b></p><p>　　運用已基本掌握的具有不同功能的單元電路的設計、安裝和調(diào)試方法，在單元電路設計的基礎上，設計出具有不同用途和一定工程意義的電子裝置。深化所學理論知識，培養(yǎng)綜合運用能力，增強獨立分析與解決問題的能力。訓練培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和科學態(tài)度，為以后從事電子電路設

2、計和研制電子產(chǎn)品打下初步基礎。</p><p>　　讓學生初步掌握電子線路的試驗、設計方法。即學生根據(jù)設計要求和性能參數(shù)，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調(diào)試等實踐活動，使電路達到性能指標。 課程設計為后續(xù)的畢業(yè)設計打好基礎。畢業(yè)設計是系統(tǒng)的工程設計實踐，而課程設計的著眼點是讓學生開始從理論學習的軌道上逐漸引向?qū)嶋H運用，從已學過的定性分析、定量計算的方法，逐步掌握工程設計的步驟和方法，了解科學

3、實驗的程序和實施方法，同時，課程設計報告的書寫，為今后從事技術工作撰寫科技報告和技術資料打下基礎。 二、實驗原理</p><p>　　1、比例運算放大電路包括反相比例，同相比例運算電路，是其他各種運算電路的基礎，我們在此把它們的公式列出：</p><p>　　反相比例放大器 </p><p>　　同相比例放大器 </p>

4、<p>　　式中為開環(huán)電壓放大倍數(shù)</p><p><b>　　為差模輸入電阻</b></p><p>　　當或時，這種電路稱為電壓跟隨器</p><p>　　2、求和電路的輸出量反映多個模擬輸入量相加的結(jié)果，用運算實現(xiàn)求和運算時，可以采用反相輸入方式，也可以采用同相輸入或雙端輸入的方式，下面列出他們的計算公式。</p>

5、<p>　　反相求和電路 </p><p><b>　　若 ，則 </b></p><p>　　雙端輸入求和電路</p><p>　　式中： </p><p><b>　　Aud==（1+</b></p><p><b&

6、gt;　　三、實驗內(nèi)容和步驟</b></p><p>　　開環(huán)差模放大倍數(shù)Avd </p><p>　　集成運放在沒有外部反饋是的直流差模放大倍數(shù)稱為開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)，用Avd表示。它定義為開環(huán)輸出電壓Uo與兩個差分輸入端之間所加信號電壓Uid之比：</p><p>　　Avd=Uo/Uid</p><p>　　按定義Avd應

7、是信號頻率為零時的直流放大倍數(shù)，但是為了測試方便，通常采用低頻正弦交流信號進行。由于集成運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，難以直接進行測量，故一般采用閉環(huán)測量方法。Avd的測試方法很多，現(xiàn)采用交直流同時閉環(huán)的測試方法。</p><p>　　被測運放一方面通過Rf,R1,R2,完成直流閉環(huán)，以抑制輸出電壓漂移，另一方面通過Rf和Rs實現(xiàn)交流閉環(huán)。外加信號Us經(jīng)過R1，R2分壓，使Uid足夠小，以保證運放工作在線性區(qū)，同相

8、輸入端電阻R3應與反相輸入端電阻R2相匹配，以減小輸入偏置電流的影響，電容c為隔直電容被測運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)為</p><p><b>　　Aud==（1+</b></p><p>　　測試中應注意：測試前電路應首先消振及調(diào)零。</p><p>　　2被測運放要工作在線性區(qū)。</p><p>　　3輸入信號頻率應較低

9、，一般用50~100Hz輸出信號無明顯失真。</p><p>　　f=50Hz，占空比50%，R1=5.1K,R2=51時的情況：</p><p>　　將電路連接好如上圖所示的圖，首先點開函數(shù)發(fā)生器的屬性，截圖后保存，同理可得出Ui和Uo的波形如以下所示：</p><p><b>　　Ui的波形：</b></p><p>

10、;　　Uo的波形知道UO=11.11V</p><p>　　此時：Avd=(1+5100/51)*11.118/7=160.4168</p><p>　　f=50Hz，占空比50%，R1=5.1K,R2=510時的情況：</p><p>　　保持函數(shù)發(fā)生器的頻率和占空比不變，R1不變，將R2擴大為十倍，可得到它們的波形圖不變,如下：</p><p

11、><b>　　函數(shù)發(fā)生器的幅值：</b></p><p><b>　　Ui的波形：</b></p><p><b>　　Uo的波形：</b></p><p>　　此時：Avd=(1+ /510)*UO/Ui=11*11.118/7=17.471</p><p>　　由于R

12、2放大了十倍所以和第（1）個實驗相比AVD減小了接近十倍，但是UO的波形保持不變。</p><p>　?。?）f=100Hz，占空比50%，R1=5.1K,R2=51時的情況：</p><p><b>　　函數(shù)發(fā)生器的幅值：</b></p><p><b>　　Ui的波形：</b></p><p>

13、<b>　　Uo的波形：</b></p><p>　　此時：Avd=(1+5100/5.1)*Uo/Ui=101*11.118/12=93.5765</p><p>　　R1=5.1k,R2=51時的情況：</p><p>　　將圖中的信號發(fā)生器換成信號源可得以下的各個波形圖形。</p><p><b>　　U

14、i的幅值：</b></p><p><b>　　Ui的示波器波形：</b></p><p><b>　　Uo的波形：</b></p><p>　　從實驗總結(jié)：以上數(shù)據(jù)可知： 放大倍數(shù)與R1，R2，UI，Uo有關，其中UI的值經(jīng)電路設定后，不管R1,R2以及Ui是否變化都不變恒定值是11.118V。于是就可以得出

15、以上電路中的Avd與R1,R2，以及UI的大小有關。</p><p>　　由于理想運算放大器有以下特點：</p><p>　　輸出電壓Vo的飽和極限值等于運放的電源電壓，即+Vom=V+和-Vom=V-.</p><p>　　運放的開環(huán)電壓增益很高，以致查分輸入電壓（Vp-Vn）盡管很小。任然可以驅(qū)使運放進入飽和區(qū)。即，若（Vp-Vn）>0，則VO將趨于近于正

16、飽和極限電壓+Vom=V+.反之，若（Vp-Vn）<=0，Vo將趨于負飽和極限電壓—Vom=V-.</p><p>　　與前述相反，若Vo 未達到飽和極限，則差分輸入電壓（Vp-Vn）必趨近于零值。當Vo處于V+與V-之間，則運放必將工作在線性區(qū)。</p><p>　　內(nèi)部的輸入電阻ri的阻值很高，因而可以近似認為它為無限大；由此可以假定，流入或輸出同相端和反向端的電流為零，即Ip=

17、In=0.</p><p>　　內(nèi)部的輸出電阻ro的阻值很低乃可以近似的認為它為零。</p><p>　　出于集成化的原因及放大緩變信號和直流信號的需要，運</p><p>　　放各級之間均采用直接耦合的方式。</p><p>　　集成運放有三種基本放大組態(tài)，即反相放大、同相放大和差動放大組態(tài)，它們是構成集成運放系統(tǒng)的基本單元。</p&

18、gt;<p>　　運算放大器必須具備下列特性：無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。一個運算放大器模組一般包括一個正輸入端(OP[_]P)、一個負輸入端(OP[_]N)和一個輸出端(OP[_]O)。通常使用運算放大器時，會將其輸出端與其反相輸入端連接，形成一負反饋組態(tài)。原因是運算放大器的電壓增益非常大，范圍從數(shù)百至數(shù)萬倍不等，使用負反饋方可保證電路的穩(wěn)定運作。但是這

19、并不代表運算放大器不能連接成正回饋，相反地，在很多需要產(chǎn)生震蕩訊號的系統(tǒng)中，正回饋組態(tài)的運算放大器是很常見的組成元件。</p><p>　　理想運放各項技術指標具體如下：</p><p>　　1．開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod = ∞；</p><p>　　2．輸入電阻Rid = ∞；輸出電阻Rod =0</p><p>　　3．輸入偏置電流IB

20、1=IB2=0；</p><p>　　4．失調(diào)電壓UIO 、失調(diào)電流IIO 、失調(diào)電壓溫漂 、失調(diào)電流溫漂 均為零；</p><p>　　5．共模抑制比CMRR = ∞；</p><p>　　6．-3dB帶寬fH = ∞；</p><p>　　7．無內(nèi)部干擾和噪聲。</p><p>　　實際運放的參數(shù)達到如下水平即可以

21、按理想運放對待：</p><p>　　運算放大器的特性參數(shù)</p><p>　　電壓放大倍數(shù)達到104～105倍；輸入電阻達到105Ω；輸出電阻小于幾百歐姆； 外電路中的電流遠大于偏置電流；失調(diào)電壓、失調(diào)電流及其溫漂很小，造成電路的漂移在允許范圍之內(nèi)，電路的穩(wěn)定性符合要求即可；輸入最小信號時，有一定信噪比，共模抑制比大于等于60dB；帶寬符合電路帶寬要求即可</p><

22、p><b>　　運算放大器的應用</b></p><p>　　運算放大器常見的應用包括數(shù)字示波器和自動測試裝置、視頻和圖像計算機板卡、醫(yī)療儀器、電視廣播設備、航行器用顯示器和航空運輸控制系統(tǒng)、汽車傳感器、計算機工作站和無線基站。</p><p>　　同組人曹慶的實驗:放大電路求Av</p><p><b>　　原理圖：</

23、b></p><p><b>　　UI的幅值：</b></p><p><b>　　Uo:的波形：</b></p><p>　　由以上波形知道：AV=Uo/UI=-21/(-20.95)=1.0023</p><p>　　同組人羅馳航的實驗：</p><p><b

24、>　　原理圖：</b></p><p>　　Av1=35.913/981.819*=36.558</p><p>　　AV=3.115/981.819*=3172.68</p><p><b>　　同組人陳華杰實驗：</b></p><p>　　AV=uo/ui =-4.158/135.591*=302