电子技术课程设计实验报告

电子技术课程设计实验专业：电气工程及其自动化一、实验目的：运用己基本掌握的具有不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法，在单元电路设计的基础上，设计出具有不同用途和一定工程意义的电子装置。深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。训练培养严肃认真的工作作风和科学态度，为以后从事电子电

路设计和研制电子产品打卜.初步基础。让学生初步掌握电子线路的试验、设计方法。即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标。课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从己学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法，同时，课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打卜基础。二、实验原理iif=RiIiif=RiI=(14-A>iF)i\d反相比例放大器A=—=-——R1同相比例放大器A=—=1+—Ri式中Am为开环电压放大倍数F=—Ri+Rfr】d为差模输入电阻当Rf=O或Ri=co时，A=0这种电路称为电压跟随器2、求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果，用运算实现求和运算时，可以采用反相输入方式，也可以采用同相输入或双端输入的方式，下面列出他们的计算公式。RfRf反相求和电路若V1=Vi2,则双端输入求和电路式中：Vo=—*RiRVo=?(Mi+S)VoRIR2"R4Rz)—|V11—Vi2R)反相求和电路若V1=Vi2,则双端输入求和电路式中：VoRIR2Re=R〃RfRJR2//R3A.UoAud™Uo三、实验内容和步骤开环差模放大倍数Avd集成运放在没有外部反馈是的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数，用Avd表示。它定义为开环输出电压Uo与两个差分输入端之间所加信号电压Uid之比：A.UoAud™UoAvd二Uo/Uid按定义Avd应是信号频率为零时的直流放大倍数，但是为了测试方便，通常采用低频正弦交流信号进行。由于集成运放的开环电压放大倍数很高，难以直接进行测量，故一般采用闭环测量方法。Avd的测试方法很多，现采用交直流同时闭环的测试方法。被测运放一方面通过Rf,Rl,R2,完成直流闭环，以抑制输出电压漂移，另一方面通过Rf和Rs实现交流闭环。外加信号Us经过Rl,R2分压，使Uid足够小，以保证运放工作在线性区，同相输入端电阻R3应与反相输入端电阻R2相匹配，以减小输入偏置电流的影响，电容c为隔直电容被测运放的开环电压放大倍数为Uo测试中应注意：①测试前电路应首先消振及调零。2被测运放要工作在线性区。3输入信号频率应较低，一般用50-100HZ输出信号无明显失真。⑴f=50Hz,占空比50%,R1=5.1K,R2=51时的情况：将电路连接好如上图所示的图，首先点开函数发生器的属性，截图后保存，同理可得出Ui和Uo的波形如以下所示：命函数信号发生器・XFG1波形信号迭顶频率[50设置上升，下降时间I设置上升，下降时间I占空比|50件振幅偏移公共tr<Ui的波形：务示波器-XSC2zUo的波形知道UO=11.11V多示波器-XSC1此时：Avd=(l+5100/51)*11.118/7=160.4168⑵f=50Hz,占空比50%,Rl=5.1K,R2=510时的情况：保持函数发生器的频率和占空比不变，R1不变，将R2扩大为十倍，可得到它们的波形图不变,如下：函数发生器的幅值:咿函数信号爰生器.XFGLUi的波形:Uo的波形:日寸间轴一|通|通道甲触发——比例|10ms/Div比例]|5V/DIV比例（5V/DIVj因沿电|亡乂位置[□丫位量和丫位击[□电平[o'一此时：Avd=（l+/510）*UO/Ui=ll*ll.118/7=17.471由于R2放大了十倍所以和第（1）个实验相比AVD减小了接近十倍，但是U0的波形保持不变。(3)f=100Hz,占空比50%,R1=5.1K,R2=51时的情况:函数发生器的幅值:访函数信号发生器・XFG1Ui的波形:Uo的波形:此时:Avd=(l+5100/5.1)*Uo/Ui=101*11.118/12=93.5765(3)Rl=5.1k,R2=51时的情况:将图中的信号发生器换成信号源可•得以卜的各个波形图形。Ui的幅值:Ui的示波器波形:Uo的波形:材示波器・XSC1[■B寸间柳|通逍f[通逍？I触发比例|L0吁2比例|5V/Div比例|5V/Div边沿『七[顷。|升部|乂位量[0丫位毛[0丫位置（0电平[6H-疗齐加载]B/a|A/BjI『Cj0fBSuI/c|0Q类里正弦1标准I自动ir^~从实验总结：以上数据可知：放大倍数与Rl,R2,UhUo有关，其中UI的值经电路设定后，不管R1,R2以及Ui是否变化都不变恒定值是11.118V。于是就可以得出以上电路中的Avd与R1,R2,以及UI的大小有关。由于理想运算放大器有以下特点：输出电压Vo的饱和极限值等于运放的电源电压，即+Vom=V+和-Vom=V-.运放的开环电压增益很高，以致查分输入电压（Vp-Vn）尽管很小。任然可以驱使运放进入饱和区。即，若（Vp-Vn）>0,则V0将趋于近于正饱和极限电压+Vom=V+.反之，若（Vp-Vn）<=0,Vo将趋于负饱和极限电压一Vom=V-.与前述相反，若Vo未达到饱和极限，则差分输入电压（Vp-Vn）必趋近于零值。当Vo处于V+与V-之间，则运放必将工作在线性区。内部的输入电阻ri的阻值很高，因而可以近似认为它为无限大；由此可■以假定，流入或输出同相端和反向端的电流为零，即lp=ln=O.内部的输出电阻ro的阻值很低乃可以近似的认为它为零。出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运放各级之间均采用直接耦合的方式。集成运放有三种基本放大组态，即反相放大、同相放大和差动放大组态，它们是构成集成运放系统的基本单元。运算放大器必须具备卜.列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端（OP[_]P）、一个负输入端（OP[JN）和一个输出端（OP[_]O）o通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端连接，形成一负反馈组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可■保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈，相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。理想运放各项技术指标具体如下：开环差模电压放大倍数Aod=8；输入电阻Rid=co：输出电阻Rod=0输入偏置电流IB1=IB2=O；失调电压UI0、失调电流IIO、失调电压温漂、失调电流温漂均为零；共模抑制比CMRR=8：-3dB带宽fH=8；无内部干扰和噪声。实际运放的参数达到如下水平即可以按理想运放对待：运算放大器的特性参数电压放大倍数达到104〜105倍；输入电阻达到105Q；输出电阻小于几百欧姆；外电路中的电流远大于偏置电流；失调电压、失调电流及其温漂很小，造成电路的漂移在允许范围之内，电路的稳定性符合要求即可；输入最小信号时，有一定信噪比，共模抑制比大于等于60dB：带宽符合电路带宽要求即可运算放大器的应用运算放大器常见的应用包括数字示波器和自动测试装置、视频和图像计算机板卡、医疗仪器、电视广播设备、航行器用显示器和航空运输控制系统、汽车传感器、计算机工作站和无线基站。同组人曹庆的实验:放大电路求Av原理图：UI的幅值:♦万用表-XMM1Uo:的波形:

由以上波形知道：AV=Uo/UI=-21/(-20.95)=1.0023同组人罗驰航的实验：原理图：虫旦j挈引*3T思粢Jp^Doj0|pDV•)|dq|o211|心|V/9|W业|A1o]击审o]呈国人o|里到人0|忍珥X川a/sm^lIM转回国|虾*|日上J[V上孩竟AIQ/AiuI，虱副M八!0^山0司。捣彳vl®*l:3••••lb33AXMMl.XSCirnocer项，mV切FF力BJ职100。也2.砌&OJXOti•438.992m・心.g2twO.OX/981819uV35913mV1-•-3=10uF-"万用S-XMM2■3115V.1JLlj5J11〜_=d•.•.•.••.•......•....•.....设!！..二IA•.■5ig(£)MOIiflCD冒@0愈Q岳|多示德・XSC1981.819UV-438.992nV438,992m‘o.axYExt.Trioggr守万莎・XMM2ac|oJBF」十帝・XMM3