实验九-集成运算放大电路(同相及0.7倍放大电路)

EDA（一）模拟部分电子线路仿真实验报告实验名称：实验九集成运算放大电路（同相及0.7倍放大电路）姓名：倪庆敏学号：140404239班级：通信2班实验时间：2016.12.3南京理工大学紫金学院电光系一、实验目的（四号+黑体）1、掌握比例运算电路运算关系的估算方法及仿真分析方法。2、掌握加减运算电路运算关系的估算方法及仿真分析方法。3、掌握比例运算电路，加减运算电路的设计方法及调试方法。4、掌握积分电路的工作原理及其基本性能特点。5、掌握积分电路的运算关系的分析方法。6、掌握积分电路的仿真分析方法。二、实验原理（格式同上）集成运算放大电路具有很多技术指标，在误差允许的范围内可以将其理想化处理，集成运放的理想参数为：（1）开环差模电压放大倍数Aud=无穷大。（2）差模输入电阻Rid=无穷大。（3）输出电阻R0=0.（4）共模抑制比很大。（5）带宽足够宽。（6）由以上特点可以得到理想集成运放的分析依据，利用分析依据可以很方便的得到集成运放的输入电压和输出电压之间的运算关系。1）虚断理想集成运放的输入电阻无穷大，而输入电压为一个有限值，则电路的输入电流i+和i-近似为0，此时两个输入端之间没有电流流过，称为虚断。注意：电流指的是净输入电流。不论运放是开环还是构成负反馈，都可以使用虚断。2）虚短虚短使用的条件是运放构成负反馈电路，由于理想集成运放差模电压放大倍数很大，而输出电压为有限值，故，U+=U-，即同相输入端的电位和反相输入端电位相等，称为虚短。3）放大信号类型运放带宽足够大，所以运放构成的电路既可以放大直流信号也可以放大交流信号。4）电源运放可由双电源供电，也可以由单电源供电。若运放由双电源供电，可放大交流信号与直流信号，此时电路中参考点电位为正，负电源的中间值，即公共接地端，静态时U+=U-=U0。若仅需放大交流信号，则运放可由单电源供电吃屎集成运放内部各点对地电位都将提高，将以VCC/2为参考点，因此即使输入信号为0，仍然有输出信号。因此为了使集成运放能够正常工作，必须调整运放电路的静态工作点，使U+=U-=U0=VCC/2，目的是电路能够获得最大的动态范围。为了使电路输出信号只有交流信号，需要使用电容隔断直流信号。三、实验内容U0=(1+R4/R3)=5Ui当R4是R3的4倍是即为要求的运放电路，R1=R3//R4=2.4K仿真波形图如下图，由图可知，仿真结果是正确的。2）实验任务二元件参数估算：假设第一个反相比例电路的放大倍数为-1倍，即第二个反相比例就.是-0.7倍了，AU1=A01=-1，第二个电路：AU2=-(R7/R3)=-(2.1/3)=-0.7仿真结果如下图所示：波形最高和最大很明显为U0=0.7Ui四、小结与体会1、将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。从计算结果可知,实验测得结果与理论值相比都偏大一点,原因是在分析模拟运算电路的输出与输入之间的关系时,为简单计算,一般都将运放视为理想运放,但是,实际运放与理想运放的性能参数是有差异的,实际运放并不是理想的,存在是调温度飘移误差,以及闭环增益误差在分析因此产生的运算误差时,一般只考虑主要影响因素,则运算参数的非理想性引起运算误差.再者就是测量时在操作过程中也会出现人为的测量不精确以及系统误差,这些都会造成是测量值与理论之间的误差的结果。2、分析讨论实验中出现的现象和问题。在实验中进行调零时电压太大很难调,操作过程中会出现失调的现象。实际运放并不是理想的,存在失调、温度漂移误差,以及闭环增益误差。也即在输入端无信号输入时,输出端仍输出不为零的电压。虽然可以试尝通过运放的调零电路进行调节使输出端电压趋于零。但集成运放调零电路是以改变差动输入级的对称性来实现调零的,调零作用过大时,差动输入级的对称性就会严重失配,从而使集成运放的共模抑制性能变坏。而且在集成运放外接电路电阻阻值过大时,失调电流的影响较严重,用调零的方法来补偿失调输出,势必造成差动输入级的严重失衡,以至会大大降低集成运放抑制漂移的性能。另外,集成运放的温度漂移是无法通过调零电路来消除的。因此在作运放应用电路设计时,为提高运放的精度和工作稳定性,应该在不考虑调零电路作用时,要求输出失调电压尽可能的小,或等价地要求输入失调电压尽可能小。