基本运算放大器电路设计

武汉理工大学

开放性实验报告

（A类）

项目名称： 基本运算放大器电路设计

实验室名称： 学生姓名：

创新实验室

**

创新实验项目报告书

实验名称

基本运算放大器电路设计 日期

姓名

** 专业 电子信息工程

一、实验目的 （详尽指明输入输出）

1、采纳 LM324集成运放达成反相放大器与加法器设计

2、电源为单 5V供电，输入输出阻抗均为 50Ω ，测试负载为 50Ω输出偏差

不大于 5%

3、输入正弦信号峰峰值 V1≤50mV,V2=1V，输出为 -10V1+V2.

二、实验原理 （详尽写出理论计算、理论电路剖析过程）

( 不超出 1 页)

经过使用 LM324来设计反相放大器和加法器， 因为每一个芯片内都有 4 个运

放，因此我们就是使用其内部的运放来连结成运算放大器电路。

我们采纳两个芯片串连的方式进行芯片的级联。 关于反相放大器， 输出电压

Vo=-Rf/R1*Vi ；关于同相加法器， Vo=(Rf/R1*Vi1+Rf/R2*Vi2)

。

因为对该运放使用单电源

5V 供电，故需要对整个电路的共地端进行 2.5V

的直流偏置。为实现 2.5V 的共地端，在这里采纳了电压跟从器的运放模型。 2.5V 的分压点用两个相同 100k 的电阻进行分压，并依据经验选用了一个 10uF 的极性电容并联在 2.5V 分压点处，起滤除电源噪声的作用。最后由电压跟从器输出端

作为后边电路的共地端。相同为使反相放大器能够放大

10 倍，有 -Rf/R1=-10,

即 Rf=10R1,可取 R1=10kΩ，Rf=100kΩ，则 R2=R1//Rf 。关于加法器，有 R1=R2=Rf,

均取为 100kΩ，则 R=100kΩ 。

三、实验过程 （记录实验流程，提炼重点步骤） （尽可能详尽）

a) 确立元件型号，查找有关资料，设计最先的设计 原理图。 b) 在仿真软件长进行 仿真。 c) 依据电路原理图焊接电路板。 d) 对电路板进行调试，并进行改良。

这是刚开始时的电路仿真图，有很多的错误，刚开始时没有考虑共地端进行直流偏置，同时没有知足 R3=R2//R1；并且在加法器中没有连结电源，并且还理解错了题意， 将理应接为 1V 沟通信号的接成了 1V直流电源，能够说错误特别多。

后进行了从头设计，电路图以下。

因为只使用单电源供电，故需对电路进行共地办理，此中有电压跟从器组成的 2.5V 虚地端。电路参数基本知足要求。

黄色线条为反相放大器输入信号，其峰峰值为 20mVpp；蓝色线条为反相放大器输出信号，正好相位相反，峰峰值为 200mVpp，切合 -10 的放大预期。

该结果为加法器的结果。 蓝色线条表示反相放大器的输出信号， 其峰峰值为200mVpp；红色线条表示加法器相加的另一信号，其峰峰值为 1Vpp；绿色线条表示加法器相加的结果，其峰峰值为 800mVpp。这是因为相加的两个信号正好相位相反，结果即为两信号相减。

如图为电路反相加法器的波特图，其增益为

19.99dB，32kHz 为其 3dB 点。

四、实验结果 （详尽列出实验数据、结论剖析）

如图为电路板连结好后的实质波形，存在着交越失真。且实质焊好电路板

后，用示波器察看参数， 可发现显然与仿真结果存在着较大的差距。

当丈量电路

的反相放大器输出端时，在频次较低

6kHz 以下时，增益可达到 20dB,但频次增

加后电路的反相放大器增益显然降低。 特别是电路的波形会出现较大的失真。 更 大的问题是，两级串连后，前一级的增益显然降低，达不到

20dB。

第一级反相放大电路结果如上图， 在 6kHz 开始出现增益衰减，增益小于 20dB。

五、实验总结 （实验中碰到的已解决和未解决的问题）

经过本次实验，我发现课本中简单的运算放大电路本来也其实不是那么简单的，也需要经过不停地调试，测试。

未解决的问题有： 1. 反向运算放大器在级联后增益减小，没法解决；

注意：

1、实验报告正文内容需达到 3 页以上； 2、能够增添加附录；

3、实验报告应增强对实验过程的说明。 4、