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模拟电子技术仿真实验(四):集成运算放大器应用

2022-10-21 21:45 作者:_Ottava  | 我要投稿

[20230918]仿真文件已上传至https://ottava.cn/?p=24

明天的政工活动居然不是线上,就今晚赶出来了。

在2022.10.28前,本文的思路都不保证正确

(点赞或者评论可以留下浏览记录,后续发现错误修改后可以站内私信你说明之前哪写错了)

【2022-11-03】更新:“选做:测量单位增益带宽:在第一题10倍增益电路环境下测量”

(虽然实验报告上个星期已经交了)

在课件中,给到了这么一个公式

什么是单位增益带宽?

取自《你好,放大器》-杨建国-P66

测通频带时,我们要找的是Vo=0.707Vom的点(Vo相较于Vom为-3dB增益点),而在这里测单位增益带宽,根据定义,我们要找的是Vo相较于Vi0dB增益点(没有放大)

(顺便,之前的波特测试仪y轴显示范围是可以调的,默认是0dB到-200dB,所以放大段都没显示出来,这里给他调出来了)

0dB时

直接测得,单位增益带宽 = 926.521kHz

我们之前测得的(20-3)dB增益点对应的是通频带:

17dB时

通频带为101.8kHz

X倍增益下通频带*X,在这个电路中,增益为20dB(X=10),算得1018kHz

直接测得单位增益带宽时926.521kHz

差不多

题外话:

仿真文件已上传至http://82.157.203.69/Analog_electronic_technology/Multisim_Simulation_Files/Experiment_4/

(本次仿真文件分成了5个,已对应写在了图片说明下面)

欢迎使用本网站!

题外话-2:关于UA741、UA741CD/CP/MFK/MJ/MJG/MU

在multisim中搜索UA741

在multisim中搜索UA741有这些,点击 查看模型 会显示它们的的SPICE模型,似乎一个器件的所有参数都在这里,然后就会发现他们的SPICE模型是完全一样的,差别只有印记制造商/类型栏。

从模型制造商的网站上https://www.ti.com.cn/product/cn/UA741?_pxhc=1666070520729中,可以下载到UA741的SPICE模型,然后会发现它跟上面几个的SPICE模型也是一样的,这或许表示这些都通用?

(这一部分大概率在之后会修改)

还有,课件里的管脚位置不太一样,应该找对应的+/-就好。

1、用交流信号源测量电压增益A_%7Bvf%7D、输入电阻R_%7Bif%7D。并验证A_%7Bvf%7D%3D-R_3%2FR_1

V_i取 100mV/1KHz 的 sin )

课件里的电路
实验3.1.ms14

(1)测量电压增益A_%7Bvf%7D、验证A_%7Bvf%7D%3D-R_3%2FR_1

V_%7Bout%7D%3D984.2mV

V_%7Bin%7D%3D98.25mV

A_%7Bvf%7D%3D-%5Cfrac%7BV_%7Bout%7D%7D%7BV_%7Bin%7D%7D%3D-10.02

-%5Cfrac%7BR_3%7D%7BR_1%7D%3D-%5Cfrac%7B100k%5COmega%20%7D%7B10k%5COmega%20%7D%3D-10

验证:A_%7Bvf%7D%3D-%5Cfrac%7BR_3%7D%7BR_1%7D

(2)按照实验三的方法测量输入阻抗R_%7Bif%7D

根据虚断和虚短的原理,放大器的输入电阻为:R_%7Bif%7D%5Capprox%20R_1

(私货:因此选择在R_1前再串联一个10kΩ的电阻,测量V_sV_i)

测量输入阻抗

V_s%3D98.86mV

V_i%3D49.40mV

R_%7Bif%7D%3D%5Cfrac%7BV_i%7D%7BV_s-V_i%7DR%3D%5Cfrac%7B49.4%7D%7B49.46%7D%5Ccdot%2010000%5COmega%20%3D9988%5COmega%20

2、用交流信号源测量V_%7Bi1%7DV_%7Bi2%7DV_%7Bo%7D。并验证V_%7Bo%7D%3D-%5Cfrac%7BR_4%7D%7BR_1%7DV_%7Bi1%7D-%5Cfrac%7BR_4%7D%7BR_2%7DV_%7Bi2%7D

V_i取 100mV/1KHz 的 sin )

课件里的电路

实验3.2.ms14


V_%7Bi1%7D%3D98.49mV

V_%7Bi2%7D%3D39.36mV

V_%7Bo%7D%3D-1.185V

-%5Cfrac%7BR_4%7D%7BR_1%7D%5Ccdot%20V_%7Bi1%7D-%5Cfrac%7BR_4%7D%7BR_2%7D%5Ccdot%20V_%7Bi2%7D%3D-1.1817V

验证:V_%7Bo%7D%3D-%5Cfrac%7BR_4%7D%7BR_1%7DV_%7Bi1%7D-%5Cfrac%7BR_4%7D%7BR_2%7DV_%7Bi2%7D

附:负号哪里来?见下图

负号哪里来?

红色的是V_%7Bo%7D,橙黄色的是V_%7Bi1%7D玫红色的是V_%7Bi2%7D。(V_%7Bi1%7DV_%7Bi2%7D都很小,橙黄色就被挡住了)

T_2-T_1一行就是峰峰值,可以看出V_%7Bo%7DV_%7Bi1%7D是反相的

3、连接好(积分)电路,画出积分电路波形。

V_i取 200mV/1KHz 的 方波

课件中的积分电路
实验3.3.ms14
积分电路波形

4、连接好(微分)电路,画出微分电路波形。

V_i取 200mV/1KHz 的 方波 )

课件中的微分电路
实验3.4.ms14
微分电路波形

选做:测量单位增益带宽:在第一题10倍增益电路环境下测量

实验3.5.ms14
1kHz时
f_H=101.8kHz
f_L=0 ???

(没错,拉到底了还是20dB增益)

f_H%3D101.8kHz

f_%3D0Hz(%3F)

10f_B%3D10(f_H-f_L)%3D1.018MHz

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