兩級反向放大器實驗報告

2021-03-03 23:12:49 字數 1969 閱讀 8445

1:實驗要求:

設計並製作乙個放大器,採用兩級反向放大器,前級粗調,后級細調;指標如下:

(1):輸入50mv正弦訊號,總放大係數為50;

(2):頻寬為300hz~500hz;

(3):輸出訊號可以直接送ad處理;

(4):理解運放的增益頻寬積。

2:方案設計與論證:

本實驗用兩個ua741運放作為放大器的兩級反向放大部分,然後將輸出的正弦波疊加上乙個2.5v的直流量,使放大器輸出的波形的值在0~5v間變化。設前級的放大倍數為a1,后級的放大倍數為a2,放大器的放大倍數為a.

則a=a1*a2.由於實驗要求前級作為粗調,后級作為細調,所以前級的放大倍數小,a1=4,后級的放大倍數大,a2=12.5.

為了便於調節放大倍數精確於50,所以滑動變阻器作為第二級的反饋電阻。第二級輸出的波形與2.5v的直流量用op07構成的反向加法電路疊加。

試驗的電路圖如圖1.1:

圖1.1

3:演算法與分析

(1):前級放大電路的分析:

前級放大的電路圖如圖1.2:

運放的反向相輸入電阻為1k歐,因為放大倍數a1=4,所以由公式a=rf/r2,得rf=4k歐,即圖中的r1=4k歐,r3為補償電阻,所以r3=r1//r2,並且運放的工作電壓為+15v和-15v,保證運放能正常工作。

圖1.2

(2):后級放大電路的分析:

后級放大電路圖如圖1.3:

圖1.3

由於給定的滑動變阻器的最大阻值為10k歐,為了使其滑片處於中間以上位置,根據后級放大倍數為50,而且便於電阻取值,所以取反向輸入電阻為560歐,此時滑動變阻器的阻值為7k歐,r11=r14//r9=518歐,運放的工作電壓為+15v和-15v,保證其正常工作。

(3):反向加法器的分析:

反向加法器的電路圖如圖1.4:

圖1.4

由於放大器輸出的是交流訊號,所以採用反向加法器疊加2.5v訊號後,也可以把訊號調整到0~5v,而且反向加法電路比同向加法電路接法和演算法都簡單,所以採用反向加法電路。由uo=-rf(ui1/r1+ui2/r2),此電路中交流電壓與直流電壓疊加後按1:

1的比例輸出,所以rf=r1=r2即r4=r8=r12,r5=r4//r8//r12=330歐。運放的工作電壓為+15v和-15v,保證運放可以正常工作。

4:軟體**結果:

圖1.1接好的**電路,接入訊號,當改變輸入訊號的頻率後,得到放大器輸出的電壓值,不同頻率對應的輸出電壓如下表:

由上表可以看出,當頻率低於2.4khz時,輸出電壓為5.00v,隨著輸入訊號頻率的公升高,當頻率在4khz內時,輸出值偏移0.

01v,當頻率繼續上公升時,輸出的電壓也繼續減小,而且減小相同值,頻率變化越來越小。由於**軟體的原因,此放大器沒有找出下限截至頻率,當頻率高於4khz時輸出開始減小。

5:電路實踐結果:

當按圖1.1焊接好電路後,向放大器輸入vp—p=100mv的正弦訊號,並在示波器上讀出電壓的輸出值,不同頻率對應的輸出電壓如下表:

有上表可知,輸出電壓在頻率很小時,隨著頻率的增加而增加,當頻率在200hz~2.1khz時,輸出電壓穩定在5.00v,當頻率繼續增加時,輸出電壓開始減小,這正符合如圖1.

5的波特圖:

圖1.5

6出現的問題及解決方案:

在取每一級的電阻時,有的電阻實驗室沒有,所以換了很多,但每次都不能找到符合要求的所有電阻,所以在這上面費了不少精力。來考慮到補償電阻在與理論值相差不大時,對結果的影響很小。所以在盡量找到運放輸入電阻的前提下,補償電阻由兩個電阻串聯組成。

7:實驗心得:

這次實驗,雖然做的比較順利,但我們總結到,模電實驗,要求的是對所做的專案的理論分析要弄清楚,而且試驗的誤差怎樣產生,以及怎樣消除誤差,都要弄懂,這樣才能在實驗遇到問題是,針對不同的問題進行具體的分析。另外,焊接電路板時,由於電路中涉及的都是模擬量,與前面的數字量只有兩個狀態不同,是連續變化的,所以焊接要好,而且元件鏈結要盡量緊湊,連線要盡量短,這樣才能減小硬體帶來的誤差。

8:參考文獻:

模擬電子技術基礎童詩白

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