差分放大器和运算放大器

）、(b)两图的增益带宽积 （1）运放用 ）运放用TL082，测量（a）、 两图的增益带宽积，填表 ，测量（ ）、 两图的增益带宽积，
100k
+5V Vo Vi (a) -5V
Vi
1k
+5V Vo
1k
(b)
-5V
（2）将TL082换成 换成LM358，重做上面实验 ） 换成 ，
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， 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， 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
一、差分放大器的差模传输特性
Vcc i C1
Rc Rc
+ v OD +
i C2
T1
T2
v ID
-
I EE VEE
差分放大器
差分放大器的差模传输特性如下图： 差分放大器的差模传输特性如下图：
• • • • •
从差模传输特性可以看出， 是三角波时， 从差模传输特性可以看出，当VID是三角波时， 为三角波； （1）如其幅度小于 T(26mV)，则VOD为三角波； ）如其幅度小于V ， 之间， （2）如其幅度介于 T和4VT之间，则VOD近似为正弦 ）如其幅度介于V 波； 为方波。 （3）如其幅度远大于 T，则VOD为方波。 ）如其幅度远大于V 在信号发生器中经常利用（ ）的特性， 在信号发生器中经常利用（2）的特性，将三角波转 换成正弦波。 换成正弦波。
R1 10k
+5V
TL082
Vo
Vi
R2 10k
-5V R3 51k
5、运算放大器组成方波-三角波发生器 、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V 波形，调节RP1，测 搭接下图，用示波器观察并画出 o1、Vo2波形，调节 ， 量三角波的频率范围。 量三角波的频率范围。 。
C R4 5k1 RP1 100k 102
Байду номын сангаас
+5V
TL082
Vi
R5 10k
Vo
-5V
4、运算放大器组成施密特触发器 、 的另一半搭接下图电路。 用TL082的另一半搭接下图电路。输入信号为 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。 三角波，画出输入、输出信号波形。
传输特性曲线
检查点1 检查点 注意：该部分电路不要拆掉，后面要用到。 注意：该部分电路不要拆掉，后面要用到。
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： 运算放大器一般是低通系统，其增益带宽积为：
BW ⋅ G ≈ f H ⋅ Avf
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， 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。 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 （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， 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， 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。 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 倍时， 时输出信号幅度的 倍时，这时信号频率就为上限频率
检查点3 检查点
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。 ）无滤波，实验电路如右
（i）信号发生器输出 1KHz正弦波作为整流器输入信号，示 正弦波作为整流器输入信号， ） 正弦波作为整流器输入信号 波器(CH2，直流档 测试输出信号幅度 ，改变输入信号 波器 ，直流档)测试输出信号幅度 用示波器测试），填表并分析数据。 ），填表并分析数据 的峰峰值 （用示波器测试），填表并分析数据。 改为1N4007，增大输入信号频率，看多大频率时， （ii）4148改为 ） 改为 ，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， 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。 该频率即为最大工作频率。
R2
10k
A
R3
10k
D2
Vo
C2 10u
C1 10u
4 14 8
R
1
5k1
D1 4 14 8 TL0 8 2
Vi
当输入信号是正半周时，运放输出负电压， 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 导通， 截止 等效为下图， 截止， 导通 器
检查点2 检查点
三、有源滤波器
1、一阶低通滤波器（LPF） 、一阶低通滤波器（ ） 其上限频率为： 其上限频率为： ωH
1 fH = = 2π 2π RC
实验电路如右图，运放接成电压跟随器，起隔离作用。 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 ） 理论值比较。 理论值比较。 （2）测量 op-p(10fH) ，并计算幅频 ）测量V 特性曲线的斜率
Vm 0.9Vm 0.1Vm
tr
tf
（1）用示波器测出上升时间和下降时间，如下图。 ）用示波器测出上升时间和下降时间，如下图。
+5V
Vi
TL082
Vo
-5V
换成LM358，重做上面实验 （2）将TL082换成 ） 换成 ，
3、运算放大器组成积分器 、 如下图，输入信号为1V 峰峰值的方波。 如下图，输入信号为 p-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。 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 调节 ，观察输出三角波的变化。 移太厉害，可在积分电容C的两端并接反馈电阻 的两端并接反馈电阻R 移太厉害，可在积分电容 的两端并接反馈电阻 F，其作用 是引入直流负反馈，但是R 的存在会影响积分器的线性。 是引入直流负反馈，但是 F的存在会影响积分器的线性。RF ≈1M 。
Vo
T1
9 01 3
R E1 T2
1 00
Vi
9 01 3
R B1
6 k8
R B2
6 k8
R C3
8 k2
RP
1 00
T3
9 01 3
T4
9 01 3
R E3
2k
R E4
2k
VEE
- 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） 分别作为（ 、 ） 的三极管 分别作为 、 ） 2、 在输入端加入 、 在输入端加入1kHz 的三角波信号。示波器的 通道（CH1） 的三角波信号。示波器的1通道 通道（ ） 监视输入电压， 通道 通道（ 监视输入电压，2通道（CH2）测输出电压。调三角波的峰峰 ）测输出电压。 值分别为50mVp-p、 200mVp-p 、4 Vp-p ，画出输出电压的波 值分别为 形。 3、 差分放大器传输特性曲线测试。让示波器工作于 、 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 状态， 状态 节位置旋钮,让光点在示波屏的正中心 让光点在示波屏的正中心。 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 输入端（ ），示波器的 输入端（ 器的 输入端（CH1），示波器的 输入端（CH2）测差分放 ），示波器的Y输入端 ） 大器输出电压，这时示波屏上应出现下图所示的曲线， 集 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， 集电极输出时为曲线2。 电极输出时为曲线 ，T1 集电极输出时为曲线 。
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： 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； 器中的应用； • 晶体管图示仪的使用； 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 运算放大器在信号发生器、 流器中的应用； 流器中的应用； • 滤波器幅频特性的点频法和扫频法的测试； 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。 自动增益控制（ ）电路的组成和工作原理。
实验步骤： 实验步骤： • 实验电路如下图，T1、T2 组成差分放大器，T3、T4 实验电路如下 、 组成差分放大器， 、 组成比例电流源。差分放大器是单端输入单端输出。 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
1 00 u
R1 20k Vi
R2 20k
+5V TL082
Vo
C1 1000P
C2 510P
-5V
20 lg
Vop − p (10 f H ) Vop − p ( f H )
(dB ) / dec
3、二阶高通滤波器(HPF) 、二阶高通滤波器 ωL 其下限频率为： 其下限频率为：
fL =
2π
=
1 2 2π R1C1
+5V
实验电路如右图 （1）用点频法测量下限频率 ，并和 ） 理论值比较。 理论值比较。 2）测量V （2）测量Vop-p(0.1fL) ，并计算幅频 特性曲线的斜率
C1
2 n2
C2
2 n2
TL082
-5 V
Vo
Vi
R1
1 0k
R2
2 0k
20 lg
Vop − p ( f L ) Vop − p (0.1 f L )
+5V R 100k Vi C 1000P -5V TL082
Vo
20 lg
Vop − p (10 f H ) Vop − p ( f H )
(dB) / dec
2、二阶低通滤波器 、 其上限频率为： 其上限频率为： 实验电路如右图
ωH 1 fH = = 2π 2π R1C1
（1）用点频法测量上限频率 ，并和 ） 理论值比较。 理论值比较。 2）测量V （2）测量Vop-p(10fH) ，并计算幅频 特性曲线的斜率
C R1 10k +5V
TL082
102
R4 Vo1 5k1
RP1 100k
+5V
TL082
Vo2 Vo
R2 10k
-5V R3 51k
R5 10k
-5V
RP2 47k
6、方波-三角波 正弦波发生器 、方波 三角波 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 三角波发生器的输出信号作为差分放大器的输入信号， 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 示波器测试差分放大器的输出信号。调节 ， 三角波或正弦波或方波。 三角波或正弦波或方波。
(dB ) / dec
4、带通滤波器(BPF) 、带通滤波器 将上面的低通滤波器和高通滤波器串接就是带通滤波器。 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 ）用点频法测量并画出带通滤波器幅频特性曲线。 选取原则：幅度变化快的地方测量点取得密一点， 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。 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。 ）用扫频法测带通滤波器幅频特性曲线。
用扫频法测带通滤波器幅频特性曲线实验步骤 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 ）调节三角波的幅度和直流分量使其符合（ ） 所需要的电压范围。 的VCF所需要的电压范围。三角波的频率为几十 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 ）用扫频法测带通滤波器幅频特性曲线。 旋钮，使示波器显示下图波形。 旋钮，使示波器显示下图波形。 和带宽。 （iv）测中心频率 和带宽。 ）
（2）有滤波，实验电路如右图。 ） 滤波，实验电路如右
正弦波， 输入信号为 1KHz正弦波，并用示波器进行监视，用直流 正弦波 并用示波器进行监视， 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。 填表并分析数据。
2、利用运放组成的小信号整流器 、 电路如下 电路如下图：