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集成运放同相放大器的带宽测量设计与仿真设计报告.doc

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  • 卖家[上传人]:小**
  • 文档编号:62935074
  • 上传时间:2018-12-23
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    • 集成运放同相放大器的带宽测量设计与仿真姓名: 学号: 得分一、 实习目的1).巩固和加深对放大电路的相关概念(静态工作点、增益、频率响应、失真、增益带宽积、噪声和干扰等)的理解;2).掌握集成运算放大器的带宽与电压放大倍数的关系;3).了解元器件参数对电路性能和参数的决定性作用及影响;4).培养电子电路的设计能力和基本应用技能5)使用集成运放TL072设计一个带宽BW=2MHz的同相放大器;二、实习线路及原理1、同相运算放大电路的原理图1 同相放大器电路图根据虚短,虚断的概念有:,,根据图1所示的电路原理图可知:所以,即同相放大电路的增益为:其中R3为平衡电阻,R3=R1//R2,其作用为(1)芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析  (2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。

      2、分贝 分贝表示的放大倍数   -----  增益  分贝就是放大器增益的单位 --- dB ,放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼 dB 的两个定义方式: 电压(电流)放大倍数分贝数定义:K=20lg( V0 / Vi),其中K为放大倍数的分贝数,Vo为放大信号输出,Vi为信号输入; 功率放大倍数分贝数定义:K=10lg( P0 /Pi),其中K为放大倍数的分贝数,Po为放大信号输出,Pi为信号输入; (K>0说明信号被放大,K=0信号直通,K<0说明信号被衰减) 用对数方式表达电路的增益时,有以下两点优势:(1)当用对数坐标表达增益随频率变化的曲线时,可大大扩大增益变化的视野;(2)计算多级放大电路的总增益时,可将乘法化成加法计算3. 放大器的幅频特性放大电路的频率响应指的是:在输入正弦信号的情况下,输出随输入信号频率连续变化的稳态响应考虑电抗性元件的作用和信号角频率变化量,则放大电路的电压增益可表示为::信号的角频率;表示电压增益的模与角频率之间的关系,称为幅频特性图2 TL072的幅频响应4. 单位增益带宽 增益带宽积单位增益带宽:运算放大器接成闭环电路,增益为1时的带宽(即电压跟随器的带宽),是运算放大器的特性.增益带宽积:是电路的电气特性,指电路的增益与带宽之积为常数。

      这是衡量放大器性能的一个参数,表示增益和带宽的乘积,这个乘积是一定的三、实习内容及步骤元器件选择及参数确定1、TL0721)引脚图图3 TL072引脚图表1 TL072引脚功能引脚号引脚名功能1Output1输出12Inverting input1反向输入13Non-inverting input1正向输入14VCC-电源-5Non-inverting input2正向电源26Inverting input2反向电源27Output2输出28VCC+电源+TL072是一款高输入阻抗双电源工作的通用型运算放大器,最大工作电压为 ±18V,价格合理,噪音低,但是TL072功耗大本次试验工作电压选择±12V2、实验线路图4 电路图3、方案论证令R1=10KΩ时,R2分别为4.7KΩ,5.1KΩ, 7.5KΩ得到不同增益时,正选信号发生器的频率为1KHz,查看带宽值方案一 :R2=4.7KΩ时,Av=1.47, 由频域分析图知带宽为2.05MHz图五 仿真波形图方案二 : R2=5.1KΩ时,Av=1.5, 由频域分析图知带宽为2MHz图六 仿真波形图方案三: R2=7.5KΩ时,AV=1.75,由频域分析图知带宽为1.71MHz图七 仿真波形图经过分析可知,R2/R1为0.5时,电路增益为1.5,带宽为2MHz,符合实验要求。

      5、实验分析次数AvfL(Hz)fH(MHz)带宽BW(MHz))11.4712.052.0521.5112231.7511.711.71分析表格中数据可以得到,电压增益越大,带宽越小,并且是非线性减小,再由右边一列AV×BW可得电压增益和带宽的乘积为一定值3MHz6、实验设备设备名称数量直流稳压电源1数字双踪示波器1数字信号发生器1万用表1电烙铁1示波器17、元器件清单名称数量TL072芯片1RJ3KΩ/0.25W电阻1RJ1.5KΩ/0.25W电阻1RJ1KΩ/0.25W电阻1面包板(5cm*10cm)1导线若干电压测量探针若干运放插脚12.54接插件2p/3p各一个。

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