1、运算放大器的综合应用与测试姓名:缪善发 班级:12 光电 2班 日期:14/4/261、任务:利用运算放大器 TL082、LM358 完成放大器应用制作和测量。掌握运放的常见应用制作、不同型号运放技术指标的差异和测量。2、要求:1、同相放大器的制作:输入阻抗 10K,输入电压范围为 0.15V P-P;2、低通滤波器的制作:截止频率 f=10KHz、增益 A=1、品质因数 Q3;3、采用全波整流电路测量输入信号的幅度;3、工作原理:图中是电路框图,由同相放大器、低通滤波器和全波整流电路 3个电路级联组成,由运放组成的全波整流电路可把交流电压转换成直流电压,并到单片机AD进行幅度测量。该电路和普
2、通二极管整流电路相比,可消除二极管的正向压降对信号变换的影响(信号小于 0.6V时二极管截止,无法测量) ,因而在小信号时有更高的测量精度,常用于高精度的交流信号幅度测量。电路的性能和指标均取决于外围电路元件的参数。低低低低低 低低低低低 低低低低a b4、电路设计:1、同相放大:采用基本的同相放大电路,其中输入阻抗 R1=10k;放大倍数Au=u0/u1=1+R3/R1,输入若选取 50mVp-p,若最大放大至 5Vp-p,则令R2=1K,R3=100K,所以 R3选用 104来调节放大倍数。电路图如下:2、低通滤波:考虑到输入频率为 1K,截止频率为 10K,所以选用多反馈低通滤波,题目要
3、求 Q3,此处选用 Q=1/3 (C1/C2)=4,R=1/(2fC),R4=R6=R/2QA0,R6=R/(2Q(A+1)A0=1;经过计算可得 R=16k,R4=2K,R6=2K,R5=1K,C1=0.001uf,C2=0.1uf.电路图如下:3、全波整流:此处选用运放精密全波整流,将交流电压转换成直流电压,和普通二极管整流电路相比,可消除二极管的正向压降对信号变换的影响(信号小于 0.6V时二极管截止,无法测量) ,因而在小信号时有更高的测量精度,常用于高精度的交流信号幅度测量。电路图如下:R1=R2=R3=1K,R4=R5=2K,R6=R7=10K4、峰值检波:由于最终要求通过 AD接
4、到单片机读取数据,所以需要将通过峰值检波转换电压。此处采用常用峰值检波即可。总电路图:6、问答题:1、写出同相和反相放大器放大倍数的计算,比较同相和反相放大器的不同点;同相放大:A=1+Rf/R1; 反相放大: A=-Rf/R1;区别:同向放大电路保持原有相位,而反向放大电路则倒相。另外同向放大电路的输入电 阻大而输出电路小,这正是同向放大电路用做阻抗变换的原因所在。而反向放大电路的输出电路不大,在设计电路时必须考虑后续负载的电路大小以达到阻抗匹配, 否则可能导致负载电路电压急剧下降等现象。2、写出运放频率响应的定义,简述运放工作频率上限和下限(-3dB)的测试方法。运放频率响应:放大倍数与频率之间的函数关系。测试方法:通过调节输入频率,当频率上调波形发生失真时的频率为上限频率;反之,当频率下调,电压值变为原来的 0.707倍时的频率为-3dB 下限频率。