反相比例放大器

反相比例放大器

一、 实验目的

1、  测量反相比例运算放大器的电压增益，并比较测量值与计算值。

2、  测定反相比例放大器输出与输入电压波形之间的相位差。

3、  根据运放的输入失调电压计算直流输出失调电压，并比较测量值与计算值。

4、  测定不同电平的输入信号对直流输出失调电压的影响。

二、实验器材

 LM 741 运算放大器                   1个

 信号发生器                           1台

 示波器                                1台

 电阻：1KΩ 2个，10KΩ 1个 ，100KΩ  2个

三、实验原理

根据示波器测量的峰值输出电压V_op和峰值输入电压V_ip，可求出反相比例运算放大器的闭环电压增益

                             

对于图4—13所示的电路，闭环增益还可通过元件值求出

                              

式中，Rf为反馈电阻，R1为运放的反相输入端电阻。

放大器的输出失调电压V_of等于运放的输入失调电压乘以放大器的电压增益，即

                              

四、实验步骤

1、  在EWB平台上建立如图1 所示的实验电路，仪器按图设置。单击仿真开关运行动态分析，记录输入峰值电压V_ip和输出峰值电压V_op，并记录直流输出失调电压V_of及输出与输入正弦电压波形之间的相位差。

2、  根据电路元件值，计算反相比例运算放大器的闭环增益Av。

3、  根据电路元件值，计算反相比例运算放大器的闭环电压增益。

4、  根据运放的输入失调电压V_if和电压增益Av,计算反相比例运放的直流输出失调电压V_of。

图1 反相比例放大器

5、  将反馈电阻R_f由100KΩ改为10KΩ,信号发生器的幅值改为100mV,示波器A通道输入改为100mV/Div,B通道输入改为500mV/Div。单击仿真开关运行动态分析，记录峰值输入电压V_ip、峰值输出电压V_op及直流输出失调电压V_of。

6、  根据步骤5的测量值，重新计算放大器的闭环电压增益Av.

7、  根据电路元件值，重新计算放大器的闭环电压增益。

8、  根据运放的输入偏移电压V_if及电压增益Av,计算直流输出失调电压V_of。

五、 思考与分析

1、  步骤3 中电压增益的计算值与步骤1、2中的测量值比较，情况如何？

2、  输出与输入正弦电压之间的相位差怎样？

3、  步骤1中直流输出失调电压的测量值与步骤4中的计算值比较，情况如何？

4、  步骤1中峰值输出电压占直流输出失调电压的百分之几？

5、  反馈电阻R_f的变化对放大器的闭环增益有何影响？

6、  步骤5中峰值输出电压占步骤8直流输出失调电压计算值的百分之几？为什么在步骤5中直流输出失调电压出现零值？

7、  为了使运放的直流输出失调电压小到可以忽略不计，峰值输入电压相对直流输入失调电压要有多大？