1.按图3-13正确连接线路,K先断开即反馈网络(Rf+Cf)先不接入。 2.测量静态工作点
打开直流开关,使US=0,第一级静态工作点已固定,可以直接测量。调节100K电位器使第二级的IC2=1.0mA(即UE2=0.43V),用万用表分别测量第一级、第二级的静态工作点,记入表3-21中。 3. 测试基本放大器的各项性能指标
测量基本放大电路的AV、Ri、R0及fH和fL值并将其值填入表3-22中,测量方法参考实验二,输入信号频率为1KHz,Ui的峰峰值为50mV。
4. 测试负反馈放大器的各项性能指标
在接入负反馈支路Rf=10K的情况下,测量负反馈放大器的Avf、Rif、Rof及fHf和fLf
值并将其值填入表3-22中,输入信号频率为1KHz,Ui的峰峰值为50mV。
注:测量值都应统一为有效值的方式计算,绝不可将峰峰值和有效值混算,示波器所
测量的为峰峰值,万用表和毫伏表所测量的为有效值。测fH和fL时,输入Ui=50mV,f=1KHz的交流信号,测得中频时的U0值,然后改变信号源的频率,先f增加,使U0值降到中频时的0.707倍,但要保持Ui=50mV不变,此时输入信号的频率即为fH,降低频率,使U0值降到中频时的0.707倍,此时输入信号的频率即为fL。
5.观察负反馈对非线性失真的改善
先接成基本放大器(K断开),输入f=1KHz的交流信号,使U0出现轻度非线性失真,然后加入负反馈Rf=10K(K闭合)并增大输入信号,使U0波形达到基本放大器同样的幅度,观察波形的失真程度。
七、注意事项
1.注意电路中选择开关K的使用。
2.在用示波器观察最大不失真输出波形时,若出现信号幅度不稳定、非正弦或高频自激等现象,要加以排除后方可进行下一步实验。
八、实验报告
1.整理测试数据,并对数据进行处理,画出相关曲线;
2.通过实验结果分析负反馈对放大器性能的影响,与理论分析结果比较。 3.回答预习要求和思考题中的问题; 4.附上原始数据记录及指导教师的签名。 九、思考题
1.负反馈对放大器性能的改善程度取决于反馈深度1?AVFV,1?AVFV是否越大越好?为什么?
2.测量放大器的输入电阻、输出电阻时信号取1KHz而不用100KHz或更高,为什么? 3.在调试中发现哪些元件对放大器的性能影响最明显?为什么?
4.在调整放大电路的静态工作点时,是否要加入反馈?为什么?
实验原始数据记录
步骤1:
表3-21 静态工作点的测量 第一级 第二级
步骤2:
UB(V) UE(V)
UC(V) IC(mA) 表3-22 基本放大器和负反馈放大器的各项性能指标 US K (mV) RL=∞ 基本放大器 (K断开) RL=10K 负反馈放大器 RL=∞ (K闭合) RL=10K 数值 Ui (mV) U0 (V) AV Ri (KΩ) R0 (KΩ) fH (KHz) fL (Hz)
指导教师:
实验日期:
实验七 集成运算放大器指标测试
一、实验目的
1. 掌握运算放大器主要指标的测试方法。
2. 通过对运算放大器μA741指标的测试,了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。
二、实验类型
验证型实验。 三、预习要求
1.复习教材中有关集成运算放大器的基本构成、理想运放的性能参数; 2.先理解运算放大器主要指标的测试方法。
四、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
五、实验原理
2脚和○3脚为反相和同相输入端,6脚为输出本实验采用的集成运放型号为μA741:○○7脚和○4分别为正(UCC)1脚和○5脚为失调调零端。○8脚为端,○、负(-UEE)电源端,○
空脚。表3-23为μA741的典型参数规范:
表3-23 T=25℃ UCC=UEE=15V 参数名称 参数值 参数名称 参数值 1~5mV 75Ω 输入失调电压 输出电阻 10~20nA 0.5V/μs 输入失调电流 转换速率 80nA 输入偏置电流 输出电压峰值 ±13V 2MΩ 输入电阻 输出电流峰值 ±20mA 1.5pF 输入电容 共模输入电压 ±13V 100dB 开环差动电压增益 差模输入电压 ±30V 90dB 10KHz 共模抑制比 应用频率 1. 输入失调电压UOS
输入失调电压UOS是指输入信号为零时,输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。失调电压测试电路如图3-14所示。
图3-14 输入失调电压UOS测试电路
测量此时的输出电压UO1即为输出失调电压,则输入失调电压为
UOS?R1UO1 (3-51)
R1?RF实际输出的UO1可能为正,也可能为负,高质量的运放UOS一般在1mV以下。 测试中应注意:将运放调零端开路。 2. 输入失调电流IOS
输入失调电流IOS是指当输入信号为零时,运放的两个输入端的基极偏置电流之差,
IOS?IB1?IB2 (3-52)
由于IB1,IB2本身的数值已很小(微安级),因此它们的差值通常不是直接测量的,测试电路如图3-15所示,测试分两步进行。
图3-15 输入失调电流IOS测试电路
1)按图3-14测出输出电压UO1,这是由输入失调电压UOS所引起的输出电压。 2)按图3-14,测出两个电阻RB1、RB2接入时的输出电压UO2,若从中扣除输入失调电压UOS的影响,则输入失调电流IOS为
IOS?IB1?IB2?UO2?UO1R11 (3-53)
R1?RFRB1一般,IOS在100mA以下。测试中应注意:将运放调零端开路。 3.输入偏置电流IIB
输入偏置电流IIB是指在无信号输入时,运放两输入端静态基极电流的平均值,
IIB?1(IB1?IB2)一般是微安数量级,若IIB过大,不仅在不同信号内阻的情况下对静2态工作点有较大的影响,而且也要影响温漂和运算精度,所以输入偏置电流越小越好。测量输入偏置电流的电路如图3-16所示。
图3-16 输入偏置电流测试电路
测试中应注意:测试前电路应首先调零,即调节RW使输入接地情况下失调电压为零,以后除说明开路外都要调零,不再说明。
4.开环差模放大倍数Aud
集成运放在没有外部反馈时的支流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数,用Aud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
Aud?UO (3-54) Uid按定义Aud应是信号频率为零时的直流放大倍数,但为了测试方便,通常采用低频(几十赫兹以下)正弦交流信号进行测量。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。Aud的测试方法很多,现采用交、直流同时闭环的测量方法,如图3-17所示:
图3-17 开环差模放大倍数Aud测试电路
被测运放一方面通过RF、R1、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R1、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 Aud?UORU?(1?1)O (3-55) UidR2Ui