山东大学信院模电实验6-1 7-1

### 山东大学信院模电实验6-1 7-1知识点总结 #### 实验6-1：集成运算放大器的线性应用 本实验主要通过不同的电路配置来研究集成运算放大器（以下简称运放）在线性区的应用，包括反相比例放大电路、同相比例放大电路以及反相与同相的求和放大电路。这些实验不仅验证了理论计算的正确性，还加深了对运放工作特性的理解。 ##### A 反相比例放大电路 1. **静态工作点测量**： - 仿真值：\( U_+ = 0.329\text{mV} \), \( U_- = 0.154\text{mV} \), \( U_o = -1.38\text{mV} \) - 实测值：\( U_+ = 0.137\text{mV} \), \( U_- = -0.429\text{mV} \), \( U_o = -1.54\text{mV} \) 2. **放大倍数分析**： - 计算公式：\( U_o = -\frac{R_f}{R_1}U_i \), \( A_u = \frac{U_o}{U_i} = -\frac{R_f}{R_1} \) - 仿真值：\( U_i = 140.797\text{mV} \), \( U_o = -957.943\text{mV} \), \( A_u = -6.804 \)（反相） - 实测值：\( U_i = 140\text{mV} \), \( U_o = -980\text{mV} \), \( A_u = -7 \)（反相） 3. **输入电阻的测量**： - 计算公式：\( R_i = \frac{U_i}{\left(\frac{U_{im}}{R_s}\right) - \frac{U_i}{U_{im}}} \) - 仿真值：\( R_i = 10.021\text{kΩ} \) - 实测值：\( R_i = 9.986\text{kΩ} \) 4. **输出电阻的测量**： - 计算公式：\( R_0 = \frac{U'_o - U_o}{R_5} \) - 仿真值：\( R_0 = 6.99 \times 10^{-4}\text{kΩ} \) - 实测值：\( R_0 = 2.02 \times 10^{-3}\text{kΩ} \) 5. **反相放大器的频率特性**： - 上限截止频率：143.6762kHz - 最大输出值：6.7995V - 0.707倍最大输出值（即上限截止频率处的输出值）：4.8072465V ##### B 同相比例放大电路 1. **静态工作点测量**： - 仿真值：\( U_+ = 0.329\text{mV} \), \( U_- = 0.154\text{mV} \), \( U_o = -1.38\text{mV} \) - 实测值：\( U_+ = 0.162\text{mV} \), \( U_- = -0.134\text{mV} \), \( U_o = 1.066832\text{mV} \) 2. **放大倍数分析**： - 计算公式：\( A_u = 1 + \frac{R_f}{R_1} \) - 仿真值：\( U_i = 140.170\text{mV} \), \( U_o = 1090.776\text{mV} \), \( A_u = 7.776 \)（同相） - 实测值：\( U_i = 141.297\text{mV} \), \( U_o = 1126.497.972\text{mV} \), \( A_u = 7.972 \)（同相） 3. **输入电阻的测量**： - 计算公式：\( R_i = \frac{U_i}{\left(\frac{U_{im}}{R_s}\right) - \frac{U_i}{U_{im}}} \) - 仿真值：\( R_i = 3732.81\text{kΩ} \) - 实测值：\( R_i = 1054.53\text{kΩ} \) 4. **输出电阻的测量**： - 计算公式：\( R_0 = \frac{U'_o - U_o}{R_5} \) - 仿真值：\( R_0 = 0\text{kΩ} \) - 实测值：\( R_0 = 2.13 \times 10^{-3}\text{kΩ} \) 5. **同相放大器的频率特性**： - 上限截止频率：143.6737kHz - 最大输出值：779.6872mV - 0.707倍最大输出值：551.2388mV ##### C 反相求和放大电路 1. **静态工作点测量**： - 仿真值：\( U_{i1} = 9.995\text{mV} \), \( U_{i2} = 200\text{mV} \), \( U_o = -1098\text{mV} \) - 实测值：\( U_{i1} = 9.939\text{mV} \), \( U_{i2} = 199.051\text{mV} \), \( U_o = -992.12\text{mV} \) 2. **函数关系**： - \( U_o = -\frac{R_f}{R_1}U_{i1} + \frac{R_f}{R_2}U_{i2} \) - 实际计算得到的 \( U_o \) 应为 \(-1050\text{mV}\) ##### D 同相求和放大电路 1. **静态工作点测量**： - 仿真值：\( U_{i1} = 10.027\text{mV} \), \( U_{i2} = 200\text{mV} \), \( U_o = 303.916\text{mV} \) - 实测值：\( U_{i1} = 9.981\text{mV} \), \( U_{i2} = 199.431\text{mV} \), \( U_o = 1208.748\text{mV} \) 2. **输出函数关系**： - 未给出具体的函数关系表达式。通常情况下，同相求和放大电路的输出函数关系可以表示为 \( U_o = \left(1 + \frac{R_f}{R_1}\right)U_{i1} + \left(1 + \frac{R_f}{R_2}\right)U_{i2} \)。 实验6-1通过对反相比例放大电路、同相比例放大电路以及反相与同相求和放大电路的研究，不仅验证了理论计算的准确性，还深入探讨了运放在不同应用场景下的具体表现，这对于理解和掌握运放的工作原理及特性具有重要意义。