模电实验3 - 单电源集成运放交流耦合放大器

实验目标

1. 学习集成运放的单电源使用。
2. 掌握交流耦合单电源集成运放放大器的测试方法。
3. 了解交流耦合单电源集成运放放大器的特点。

实验器材

ADALM2000

1kΩ 电阻 (1/4 W)    x 1 10 kΩ 电阻 (1/4 W)     x 1 100kΩ 电阻 (1/4 W)    x 3 0.1μF电容          x 1 1μF电容          x 1 100μF电容          x 2 集成运放          x 1

面包板 导线

理论基础

以反相放大电路为例，使用双电源供电时，集成运放的同相端、反相端为“地” 端，即双电源的“中点”．信号对“中点” 输入，经放大后信号对“中点” 输出．同理，在使用单电源时，需要人为地建立一个电源的“中点”．最简单的方法是通过两个等值电阻分压，分压点即电源的“中点”．我们也可以认为在单电源供电时，通过电阻分压，给集成运放提供一个偏压．于是，单电源反相交流放大电路如图1所示．电路的电压增益为

图1 单电源供电的反相放大器

单电源同相交流放大电路如图2所示．电路的电压增益为

图2 单电源供电的同相放大器

实验步骤

1. 按照图2，在面包板上搭接电路（R=Rꞌ=100kΩ，R1=1kΩ，R2=10kΩ，C1=C3=100μF，C4=0.1μF，C2=1μF，RL=10kΩ)，并进行简单检测。

2. 测试电源电压分压值和输出直流电压并记录。

3. 在放大器的输入端加入频率为1kHz，有效值约为20mV的正弦电压信号，用示波器观察输出波形。

Vrms * (2**0.5）= Vp

Vp-p = Vp * 2

Vrms = 20mV，Vp-p = 56mV

放大倍率为11.8倍，660/56 = 11.8倍

4. 调节输入信号幅度，在放大器的输出波形基本不失真情况下(用示波器观察)，用示波器分别测量放大器的输入电压vi和输出电压vo，求出Av。

输入信号Vp-p = 300mV, A = 11

5. 改变输入信号频率f，测量不同f情况下的电压放大倍数。

F = 100 khz, A = 9

F = 500 khz, A = 4

参考答案

    实验电路仿真

电源电压分压值和输出直流电压：

输入端加入频率为1kHz，有效值约为20mV的正弦电压信号：

输入信号Vp-p = 300mV

F = 100 khz

F = 500 khz