差分放大器和运算放大器

-5 V
R3 5 1k
差分放大器和运算放大器
5、运算放大器组成方波-三角波发生器
搭接下图，用示波器观察并画出Vo1、Vo2波形，调节RP1，测 量三角波的频率范围。 。
C 1 02
R1
+5V
RP1
1 0k
R4 1 00 k
+5V
Vo 1 5 k1
TL0 8 2
R2
1 0k
-5 V
R3 5 1k
TL0 8 2
差分放大器和运算放大器
1 00 0 P
2、二阶低通滤波器
其上限频率为：
fH
H 2
1
2R1C1
实验电路如右图
（1）用点频法测量上限频率 ，并和
+5V
理论值比较。
R1
R2
2 0k
2 0k
TL0 8 2
（2）测量Vop-p(10fH) ，并计算幅频
Vo
特性曲线的斜率
Vi C1
C2
-5 V
1 00 0 P 5 10 P
3、 差分放大器传输特性曲线测试。让示波器工作于X-Y状态，调 节位置旋钮,让光点在示波屏的正中心。信号发生器输出1kHz 、 4 Vp-p 的三角波同时送到差分放大器的输入端和示波器的X输 入端（CH1），示波器的Y输入端（CH2）测差分放大器输出 电压，这时示波屏上应出现下图所示的曲线，T2集电极输出 时为曲线1，T1 集电极输出时为曲线2。
+5V
六、运算电路设计
1、利用TL082设计一个运算电路，要求 uo5(uI2uI1) 且对于每一个输入端输入电阻都是无穷大。画出实验电 路设计图并实际搭接电路验证设计。
检查点6
2、利用TL082设计一个运算电路，要求 u O 0 .2 u I1 1 0 u I2 1 .3 u I3 且每一个输入端输入电阻都是有限值。画出实验电路设 计图并实际搭接电路验证设计。
差分放大器和运算放大器
2、自动增益控制（AGC）放大器
实验电路如下图，MC1496组成可控增益放大器，TL082
的一半组成幅度检波器，一半组成反馈控制器。调电位
器，使其动臂的直流电压为30mV ，改变输入信号峰峰
值，观察和测量输出电压的峰峰值和MC1496（1）脚的
直流电压（即增益控制电压），填表，并分析所得的数
检查点3
差分放大器和运算放大器
四、小信号整流器
1、二极管整流器 （1）无滤波，实验电路如右图。
（i）信号发生器输出 1KHz正弦波作为整流器输入信号，示 波器(CH2，直流档)测试输出信号幅度 ，改变输入信号 的峰峰值 （用示波器测试），填表并分析数据。
（ii）4148改为1N4007，增大输入信号频率，看多大频率时， 输出信号副半周也开始出现波形，即失去单向导电性， 该频率即为最大工作频率。
差分放大器和运算放大器
差分放大器和运算放大器
实验目的
通过实验掌握以下内容： • 差分放大器的差模传输特性的测试及其在波形变换器
中的应用； • 晶体管图示仪的使用； • 运算放大器频率特性的测试； • 运算放大器在信号发生器、有源滤波器和小信号整流
器中的应用； • 滤波器幅频特性的点频法和扫频法的测试； • 自动增益控制（AGC）电路的组成和工作原理。
20lgVopp(10fH)(dB)/dec
Vopp(fH)
差分放大器和运算放大器
3、二阶高通滤波器(HPF)
其下限频率为：
fL
L 2
2
1
2R1C1
实验电路如右图
（1）用点频法测量下限频率 ，并和 C1 C2
+ 5V
理论值比较。
2 n2
2 n2
TL0 8 2
（2）测量Vop-p(0.1fL) ，并计算幅频 Vi
（1）运放用TL082，测量（a）、(b)两图的增益带宽积，填表
1 00 k
+5V
1k
+5V
Vo
Vi
(a) -5 V
Vi 1k
Vo (b ) -5 V
（2）将TL082换成LM358，重做上面实验
差分放大器和运算放大器
2、运算放大器上升时间和下降时间的测量
运算放大器开环使用，当输入是方波时，输出不是理想方波， 不管是上升沿还是下降沿都有惰性，存在上升时间和下降时 间，如下图
检查点7
差分放大器和运算放大器
3、利用TL082设计一个运算电路，要求将下图(a) 中的输 入信号转换为图(b)中的输出信号。画出实验电路设计图 并实际搭接电路验证设计。
(a) 输入信号
(b) 输出信号
检查点8
差分放大器和运算放大器
D1 4 14 8
D2 4 14 8
T L0 8 2
Vo
C2 1 0u
差分放大器和运算放大器
当输入信号是正半周时，运放输出负电压，所以二极管 D1导通，D2截止，等效为下图，这时运放接成电压跟随 器
R2 A R3
R1
Vi
Vo '
差分放大器和运算放大器
当输入信号是负半周时，运放输出正电压，所以二极管 D1截止，D2导通，等效为下图，这时运放接成反相放大 器
特性曲线的斜率
R1
R2
1 0k 2 0k
Vo
-5 V
20lg Vopp(fL) (dB)/dec Vopp(0.1fL)
差分放大器和运算放大器
4、带通滤波器(BPF) 将上面的低通滤波器和高通滤波器串接就是带通滤波器。 （1）用点频法测量并画出带通滤波器幅频特性曲线。频率点选
取原则：幅度变化快的地方测量点取得密一点，幅度变化 慢的地方测量点取得稀一点。并求中心频率 和带宽 。 （2）用扫频法测带通滤波器幅频特性曲线。
差分放大器和运算放大器
用扫频法测带通滤波器幅频特性曲线实验步骤 ： （i）测试信号发生器的压控特性 （ii）调节三角波的幅度和直流分量使其符合（i）步骤中观察到的
VCF所需要的电压范围。三角波的频率为几十Hz 。 （iii）用扫频法测带通滤波器幅频特性曲线。调节各仪器的相关旋
钮，使示波器显示下图波形。 （iv）测中心频率 和带宽。
差分放大器和运算放大器
传输特性曲线 检查点1
注意：该部分电路不要拆掉，后面要用到。
差分放大器和运算放大器
二、运算放大器
1、运算放大器增益带宽积的测量 运算放大器一般是低通系统，其增益带宽积为：
BWGfHAvf
上限频率用点频法进行测量，示波器的一个通道测输入信号， 另一个通道测输出信号。在输入端输入幅度固定的正弦信号 （如输出信号被限幅，应调小输入信号幅度），当信号的频 率很小时，改变信号频率，输出信号的幅度基本不变，对应 幅频特性曲线的水平段。当信号的频率比较大时，增大信号 频率，输出信号的幅度就会变小。当输出信号的幅度为低频 时输出信号幅度的0.7倍时差分，放大这器时和运信算放号大器频率就为上限频率
弦波，示波器另一通道测输出信号(探头打到X10档)，调 节LC谐振回路（中周）的磁芯，使输出信号的幅度最大。 改变（1）脚直流电压（自己用电阻和电位器搭个分压电 路）观察和测量输出电压的峰峰值，填表。
（2）MC1496的（1）脚电压固定为30mV ，输入信号为 465KHz 的正弦波，改变其峰峰值，观察和测量输出电压 的峰峰值，填表。
C 1 02
RP1
R4 1 00 k
+5V
5 k1
Vi
TL0 8 2
Vo
R5 -5 V
1 0k
差分放大器和运算放大器
4、运算放大器组成施密特触发器
用TL082的另一半搭接下图电路。输入信号为10Vp-p峰峰值的 三角波，画出输入、输出信号波形。
R1 1 0k
R2
Vi 1 0k
+5V
TL0 8 2
Vo
其上限频率为：
fH
H 2
1
2RC
实验电路如右图，运放接成电压跟随器，起隔离作用。
（1）用点频法测量上限频率 ，并和
+5V
理论值比较。
（2）测量Vop-p(10fH) ，并计算幅频 特性曲线的斜率
R 1 00 k
Vi
C
TL0 8 2
Vo
-5 V
20lgVopp(10fH)(dB)/dec
V (f ) opp H
Vm 0 .9 Vm
0 .1 Vm
tr
tf
差分放大器和运算放大器
（1）用示波器测出上升时间和下降时间，如下图。
+5V
Vi
TL0 8 2
Vo
-5 V
（2）将TL082换成LM358，重做上面实验
差分放大器和运算放大器
3、运算放大器组成积分器
如下图，输入信号为1Vp-p峰峰值的方波。调节输入信号频率 和直流分量，使输出为三角波。画出输入、输出信号波形。 调节RP1，观察输出三角波的变化。如果输出三角波直流漂移 太厉害，可在积分电容C的两端并接反馈电阻RF，其作用是引 入直流负反馈，但是RF的存在会影响积分器的线性。RF ≈1MΩ。
差分放大器和运算放大器
（2）有滤波，实验电路如右图。 输入信号为 1KHz正弦波，并用示波器进行监视，用直流 电压表测试整流器输出电压 ，改变输入信号的峰峰值 ， 填表并分析数据。
差分放大器和运算放大器
2、利用运放组成的小信号整流器 电路如下图：
C1
1 0u
R1
5 k1
Vi
R2
R3
1 0k A 1 0k
检查点4
差分放大器和运算放大器
五、自动增益控制（AGC）放大器
自动增益控制（AGC）放大器一般由三部分电路组成： （1）可控增益的放大器
（2）幅度检波电路
（3）反馈控制电路
框图如下图
输入 可控增益
输出
放大器
反馈 控制器
幅度 检波器
差分放大器和运算放大器
1、可控增益的放大器 实验步骤： （1）输入信号为 10mVp-p、 465KHz （示波器测量） 的正
据。 +5V
Vi
1k 51
1k
-5 V
1 0k 4 14 8
4 14 8
+5V
14 13 12 11 10 9 8
MC1 49 6
1234567 1 04 Vo
T L0 8 2
-5 V
1 04
1k
5 k1
1 00 k
检查点5
1k
+5V TL0 8 2
差分放大1 0器0 k 和运算放1 0k大器
R1
Vi
R2 A R3
Vo '
差分放大器和运算放大器
考虑二极管的正向压降时，只是会改变运放的输出电压 ， 而不会改变A点的电压。所以即使是小信号，输入输出电 压波形也是如下图
Vi t
VA
t
差分放大器和运算放大器
实验步骤： 搭接利用运放组成的小信号整流器，信号发生器输 出1KHz 正弦波作为整流器输入信号，示波器CH1监 视输入信号，CH2监视A点波形，直流电压表测试整 流器输出电压，改变输入信号的峰峰值（用示波器 测试），填表并分析数据。 输入信号的频率改为465KHz ，重做上面实验。
R B2
6 k8
6 k8
R C3
RP
1 00
8 k2
T3
T4
9 01 3
9 01 3
R E3
R E4
2k
2k
差分放大器和运算放大器
V EE
- 5V
1、 用晶体管图示仪通过测量晶体管输出特性曲线挑选两组对称 的三极管9013分别作为（T1、T2）和（T3、T4）
2、 在输入端加入1kHz 的三角波信号。示波器的1通道（CH1） 监视输入电压，2通道（CH2）测输出电压。调三角波的峰峰 值分别为50mVp-p、 200mVp-p 、4 Vp-p ，画出输出电压的波 形。
换成正弦波。
差分放大器和运算放大器
实验步骤：
• 实验电路如下图，T1、T2 组成差分放大器，T3、T4 组成比例电流源。差分放大器是单端输入单端输出。
Vcc R C1
1 0k
+5V
R C2
1 0k C2
1 00 u
C1
Vo
1 00 u
T1 R E1 T2
Vi
9 01 3 1 00 9 01 3
R B1
Vo 2 Vo
R5
-5 V 1 0k
RP2
4 7k
差分放大器和运算放大器
6、方波-三角波-正弦波发生器 将方波-三角波发生器的输出信号作为差分放大器的输入信号， 示波器测试差分放大器的输出信号。调节RP2，则可以输出 三角波或正弦波或方波。
检查点2
差分放大器和运算放大器
三、有源滤波器
1、一阶低通滤波器（LPF）
差分放大器和运算放大器
一、差分放大器的差模传输特性
Vcc
i C1 Rc Rc
i C2
+ vOD -
+
T1
T2
v ID
-
I EE
VE E
差分放大器
差分放大器和运算放大器
差分放大器的差模传输特性如下图：
差分放大器和运算放大器
• 从差模传输特性可以看出，当VID是三角波时， • （1）如其幅度小于VT(26mV)，则VOD为三角波； • （波2；）如其幅度介于VT和4VT之间，则VOD近似为正弦 • （3）如其幅度远大于VT，则VOD为方波。 • 在信号发生器中经常利用（2）的特性，将三角波转