反相比例放大器

一、 實驗目的

1、  測量反相比例運算放大器的電壓增益，并比較測量值與計算值。

2、  測定反相比例放大器輸出與輸入電壓波形之間的相位差。

3、  根據(jù)運放的輸入失調(diào)電壓計算直流輸出失調(diào)電壓，并比較測量值與計算值。

4、  測定不同電平的輸入信號對直流輸出失調(diào)電壓的影響。

二、實驗器材

 LM 741 運算放大器                   1個

 信號發(fā)生器                           1臺

 示波器                                1臺

 電阻：1KΩ 2個，10KΩ 1個 ，100KΩ  2個

三、實驗原理

根據(jù)示波器測量的峰值輸出電壓V_op和峰值輸入電壓V_ip，可求出反相比例運算放大器的閉環(huán)電壓增益

對于圖4—13所示的電路，閉環(huán)增益還可通過元件值求出

式中，Rf為反饋電阻，R1為運放的反相輸入端電阻。

放大器的輸出失調(diào)電壓V_of等于運放的輸入失調(diào)電壓乘以放大器的電壓增益，即

四、實驗步驟

1、  在EWB平臺上建立如圖1 所示的實驗電路，儀器按圖設置。單擊仿真開關運行動態(tài)分析，記錄輸入峰值電壓V_ip和輸出峰值電壓V_op，并記錄直流輸出失調(diào)電壓V_of及輸出與輸入正弦電壓波形之間的相位差。

2、  根據(jù)電路元件值，計算反相比例運算放大器的閉環(huán)增益Av。

3、  根據(jù)電路元件值，計算反相比例運算放大器的閉環(huán)電壓增益。

4、  根據(jù)運放的輸入失調(diào)電壓V_if和電壓增益Av,計算反相比例運放的直流輸出失調(diào)電壓V_of。

圖1 反相比例放大器

5、  將反饋電阻R_f由100KΩ改為10KΩ,信號發(fā)生器的幅值改為100mV,示波器A通道輸入改為100mV/Div,B通道輸入改為500mV/Div。單擊仿真開關運行動態(tài)分析，記錄峰值輸入電壓V_ip、峰值輸出電壓V_op及直流輸出失調(diào)電壓V_of。

6、  根據(jù)步驟5的測量值，重新計算放大器的閉環(huán)電壓增益Av.

7、  根據(jù)電路元件值，重新計算放大器的閉環(huán)電壓增益。

8、  根據(jù)運放的輸入偏移電壓V_if及電壓增益Av,計算直流輸出失調(diào)電壓V_of。

五、 思考與分析

1、  步驟3 中電壓增益的計算值與步驟1、2中的測量值比較，情況如何？

2、  輸出與輸入正弦電壓之間的相位差怎樣？

3、  步驟1中直流輸出失調(diào)電壓的測量值與步驟4中的計算值比較，情況如何？

4、  步驟1中峰值輸出電壓占直流輸出失調(diào)電壓的百分之幾？

5、  反饋電阻R_f的變化對放大器的閉環(huán)增益有何影響？

6、  步驟5中峰值輸出電壓占步驟8直流輸出失調(diào)電壓計算值的百分之幾？為什么在步驟5中直流輸出失調(diào)電壓出現(xiàn)零值？

7、  為了使運放的直流輸出失調(diào)電壓小到可以忽略不計，峰值輸入電壓相對直流輸入失調(diào)電壓要有多大？