本文摘要:单位增益放大器(电压跟踪器):第一个运算放大器电路非常简单(图2右边)。缓冲区示例:运算放大器的高输入电阻(0输出电流)意味着发生器的阻抗非常小。示波器输出CB-H还可以测量运算放大器插槽3的信号范围。

放大器

目标:在本实验中,我将说明活动电路——运算放大器(opamp)的一些特性(低输入电阻、低输出电阻、大差异增益)使其成为几乎理想的放大器。此外,许多电路是中使用的简单配置模块。在本实验中,我们将了解活动电路的直流偏移,并探索一些基本功能运算放大器电路。

我们还将利用这个实验为实验室硬件开发技术。材料:uADALM1000硬件模块U焊接试验板和跳线套件U 1个1K电阻器U 3个4.7k电阻器U 2个10k电阻U 1个20k欧姆电阻U 2个AD8541设备(CMOS轨对轨放大器)U 2个0.1电容器(径向引线)1.1运算放大器基本知识第一阶段我们用电源电压和地面连接了两条宽轨,另一条用可能需要的2.5伏中间电源连接。

主板还包括连接电源和接地(GND)导轨之间的电源解耦电容。现在详细讨论这些电容器的用途还为时尚早。只要告诉我是用来减少电源线噪音和防止寄生振动的就可以了。

在模拟电路设计中,不建议在电路中每个运算放大器的电源插槽附近使用小旁路电容器。图1。将电源连接运算放大器放入试验板,然后添加到电线和电容器中,如图1的右图所示。

为了防止以后经常出现的问题,试验板可能需要贴上指示5V、2.5V和与地面相对应的电源导轨的小标签。导线不能用颜色(红色=5V,黑色=2.5V,绿色=GND)区分。

这有助于保持连接的有序性。接下来,在ADALM1000主板和试验板的终端之间创建5V电源和GND连接。跳线用于为电源线供电。电源GND终端成为电路短路标准。

连接电源后,DMM可能需要使用必要的IC插槽,以确保插槽7为5V,插槽4为0V(接地)。在使用电压表测量电压之前,必须将ADALM1000插入USB端口。单位增益放大器(电压跟踪器):第一个运算放大器电路非常简单(图2右边)。

这称为单位增益缓冲区,也称为电压追踪器,由切换函数VOUT=VIN定义。乍一看可能是不必要的零件,但就像几天后要展示的一样,其简单之处是低输入阻力和低输出阻力。(约翰肯尼迪,北方执行)图2。

单位增益追踪器用于实验板和ADALM1000电源,构成图2右图中的电路。这里并不具体表示电源已连接。

因为这些连接是在实际电路中展开的(就像上一步一样),所以从这里开始无法在原理图中正常显示。跳线用于将输出和输入连接到波形发生器输入CA-V和示波器输出CB-H。地下通道A电压生成器设置为500Hz正弦波使用的1.0V最小值和4.0V最大值(3VP-P,2.5V中心)。

配有示波器,使输出信号跟踪显示为CA-V,输入信号跟踪显示为C B-V。指定生成的两个波形图,将其包含在实验报告中,并确认波形参数(峰值和频率的基本持续时间)。

你的波形需要证明它是单位增益或电压追随者电路的解释。缓冲区示例:运算放大器的高输入电阻(0输出电流)意味着发生器的阻抗非常小。也就是说,没有从源电路中吸收电流,因此任何内部电阻(戴维宁等值)都没有电压叛乱。因此,在该设备中,运算放大器的工作方式与缓冲区相似,保护信号源免受来自系统其他部分的阻抗效应。

从阻抗电路来看,缓冲区将不理想的电压源转换为几乎理想的电压源。图3显示了可用于显示单位增益缓冲器的该特性的非常简单的电路。其中,缓冲器卡在分压器电路和特定负载电阻(10k电阻)之间。图3。

缓冲区示例插入电源,并如图3右侧所示向电路添加电阻(此处不更改运算放大器连接,而是相对于图2旋转运算放大器符号,以更好地确定导线)。将新连接的电源和波形发生器设置为500Hz正弦波、0.5V最小值和4.5V最大值(4vp-p,2.5V中心)。同时仔细观察Vinca-V和VoutCB-H,并在实验报告中记录振幅。示波器输出C B-H还可以测量运算放大器插槽3的信号范围。

图形实例如图4的右图所示。图4。

缓冲曲线去除10k阻抗,用1K电阻代替。记录宽度。现在,插槽3和2.5V之间的1K阻抗平行于4.7 KKOMA电阻移动。记录输入振幅如何变化。

你能预测新的输入振幅吗?非常简单的放大器配有反向相互放大器。图5右图配有普通反向相互放大器,输入端有10k负载电阻。

图5。反向互放大器目前配有R2=4.7K组件图5右图中使用的转换器放大器电路。要求在组装新电路之前忘记电源插头。

必要时,应切断并倾斜电阻引线,使其平放在板表面,并用于每个连接的最短跳线(见图1右图)。别忘了,试验板有相当大的灵活性。

例如,电阻R2的引线不一定要从插槽2桥接收插槽6。您可以使用中间节点和跳线穿过此设备。仔细观察新连接的电源和电流消耗,确保交通事故不会短路。

现在,将波形生成器调整为500Hz正弦波,设置为2.1V最小值和2.9V最大值(0.8VP-P,2.5V中心),然后在示波器上重新显示输出和输入。测量并记录该电路的电压增加,并与教室讨论的原理进行比较。指定要包含在实验报告中的输出/输入波形图。

图形实例如图6的右图所示。图6。倒数放大器曲线趁此机会谈论电路调试。

在课堂上的某个时候,你可能无法启动电路。这并不是交通事故。没有人是极致的。

但是,不能非常简单地指出,电路不工作意味着器物或实验仪器出了故障。这基本上不是真的。99%的电路问题是非常简单的布线或电源错误。

即使是有经验的工程师也不会随时出错,所以学会调试电路问题是自学过程中最重要的一部分。为了你的临床错误,不是助教的责任。如果你以这种方式依靠别人,你会错过实验的关键,你在以后的课上不会成功。

(约翰f肯尼迪,学习)除非运算放大器着火,否则电阻器上经常出现棕色烧伤痕迹,或者电容器爆炸,否则你的部件很有可能是没问题的。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视),传记)事实上,大部分零部件在根本损伤再次发生之前,可以无视一定程度的欺诈。在事情危急时,最坏的方法是插上电源,不要拖慢责备机或设备,找到一个非常简单的说明。

阿尔伯特爱因斯坦。在这方面,DMM是一个非常有价值的调试工具。输入饱和状态:现在将图5中的系统阻力R2从4.7k改为10k。现在的收益是多少?将输出信号的振幅减少到2V,仍然以2.5V为中心,为实验室笔记本电脑提供波形。

所有运算放大器的输入电压最终都不得到电源电压的允许,但很多情况下,电路没有内部电压叛乱,所以实际上允许大于电源电压。以上述测量结果为基础,分析AD8541的内压降。

如果有时间,可以尝试用OP97或OP27放大器替换AD8541,并制造一个大于输入电压或第二大的电压。拟和放大器电路:图7右侧电路是具有4个输出的基本半相互放大器,称为拟和放大器。

图7中的设备与教科书上看到的略有不同。因为ADALM1000只接受一个,接受电源电压。放大器的相互()输出连接到2.5伏,即2.5伏,而不是电源电压的一半的短路。

这改变了会议和放大器方程。经常出现在输入电阻上的输出电压现在是以2.5V(共同模式电平)为基准测量的。

它们不能乘以2.5v,因此0VIN为-2.5v,+3.3VIN为+0.8V。输入电压也不能以+2.5V水平为基准测量。为了准确地计算一般方程,输入电压也乘以2.5V共同模式电平。另一个想法是考虑所有输出为2.5V(或悬空状态)的情况。

输入电阻没有电流流(两端的电压为0V),因此系统电阻也没有电流流(电压为0V)。输入电压为2.5伏。

该电路用于将4个数字输入PIO0、PIO1、PIO2和PIO3用作输出电压源。每个数字输入都有相似的0V低输入电压或相似的3.3V高输入电压。

对于转换(和校正2.5V共同模式级别),VOUT可以证明是VPIO0、VPIO1、VPIO2和VPIO3的线性总和。其中每一个都有自己的增益或缩放系数(1K对系统阻力除以相应阻力的比率原著)。PIO0值最低,输入变化(低于有效状态),PIO3值低,输入变化仅次于(最低有效状态)。

PIO3电阻平行来自两个4.7k电阻。图7。

如图7的右图所示,将电源插入放大器后,更改反向放大器电路。连接新连接的电源,用数字输入控件填写下面两个表格。在第一个表中,每个数字输入的低压和低压记录此操作用于高电阻模式下的C B-H示波器输出。

在第二个表中,记录PIO0、PIO1、PIO2和PIO3的所有16种1和0人组的输入电压。四个人都在空中或低压(X)状态时,不能确认输入电压明显为2.5V。

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