實驗四多端網(wǎng)絡(luò)特性的研究

1、1 / 6實驗四多端網(wǎng)絡(luò)特性的研究、實驗?zāi)康恼莆找环N多端元件一一運算放大器的特性。熟悉幾種由運算放大器構(gòu)成的有源電路。二、實驗原理、二極管，頻率相關(guān)負(fù)電阻（）等為二端元件，三極管、變壓器、互感等為多端元 件。（一）運算放大器（）在電源電壓不是太小（如土），輸入信號不是過大（絕對不能 超過電源電壓），并在一定的工作頻率范圍內(nèi)，運算放大器可以看作是一個線性多端元件。運算放大器的符號如圖所示。在習(xí)慣上，供給運算放大器工作的直流電源（，）在圖中不畫出，但實際工作時必須加上。環(huán)增益。當(dāng)端子接地，只有作用時，輸出電壓為（）式（）中負(fù)號表示輸出電壓與輸入電壓的極性相反，故端用“一”表示，稱為反相 輸入端。當(dāng)

2、端子接地，只有作用時，輸出電壓為（）式（）表明輸出電壓與輸入電壓的極性相同，故端用“+”表示，稱為同相輸入端。 當(dāng)，同時作用時，根據(jù)線性電路的迭加原理，則有（）（）故雙端輸入也稱為差動輸入。理想運算放大器：考慮到實際運算放大器，輸入阻抗達(dá)到10101015】，輸出阻抗僅為數(shù)十歐，開環(huán)增益A可達(dá)106108，故可以用下列三個關(guān)系式來表征理想運算放大器。1輸入阻抗n：2輸出阻抗一；3（）, （）因為圖一實際上是一個三端口網(wǎng)絡(luò)，所以，對于理想特性而言，可以用下面的矩陣來表示00u00 u2()A3一00:-A由圖一可見,2 / 6式中，78（二）虛短路原理（）：如果運算放大器的輸入端與之間沒有直接在

3、一個理想電壓源上（理想獨立電壓源或理想受控電壓源），則三（）（三）互補電路結(jié)構(gòu)（）：對于一個具有兩個輸入和及一個輸出的三端口網(wǎng)絡(luò)，Hi(S) H2(S)=1 ()滿足式（）的網(wǎng)絡(luò)，稱為互補電路結(jié)構(gòu)。 如果有一個帶通濾波器則可以由互補網(wǎng)絡(luò)得到這是一個全通濾波器。如圖（）所示，可分為兩個子網(wǎng)絡(luò)，如圖一（）、（）所示，有：出一有源7 山芥有源Y 血IJ有源-U2圖一U(S)= Hi(S)Ui(S) H2(S)U2(S)()Uoi(S)Hi(S)= Ui(S) U2(S)=0()U02(S)H2(S)_ (S) Ui(S) =0()b1SHi(S)它biS b_U0i 一UiU2=0()U02HS _

4、 U2Ui=0-Hi(S)S2bo2SbiS b()這是一個帶阻濾波器。如果有Hi(S)2S2S2biSb。()則有H2(S)UoU25=0=1一Hi(S)S2fS b。S2biS b0()Tg（）（）（）3 / 6比例器4 / 6如圖所示，根據(jù)虛短路原理,（）（）按照互補電路結(jié)構(gòu)，將原輸入端接地，將原接地端改為輸入，如圖所示，則有（）（）（讀者應(yīng)當(dāng)根據(jù)虛短路原理，驗證式（）的正確性）。式（）表示輸出與輸入反相，稱為反相比例器，或稱反相。式（）表示輸出與輸入同相，稱為同相比例器，或稱同相。跟隨器當(dāng)圖一中取時，有，稱為反相跟隨器。當(dāng)圖中，?。ǘ搪罚?，或取=:（開路），有，稱為同相跟隨器。用運算放

5、大器組成測量儀表的原理用運算放大器和普通表頭組成多用電表，實際上就是將被測的小信號通過運算放大器放大，然后用一般電表進(jìn)行測量，這樣構(gòu)成的電流表（安培表）內(nèi)阻比一般的電表低得多，而 電壓表內(nèi)阻比一般電壓表高得多，歐姆表除量程擴(kuò)展外，其刻度線性化好，其性能比普通儀表優(yōu)越。（）電壓表圖一5 / 6圖圖一是應(yīng)用反相比例器測量電壓的原理，共有三個量程：，試計算電阻，的阻值。輸出端是一塊量程的表頭（本實驗中采用數(shù)字萬用表檔代替）。（）電流表5V被測電壓6 / 6圖一是應(yīng)用反相比例器測量小電流的原理，共有三個量程：，和，試計算電阻，和的阻值。輸出端的表頭同上。（）電阻表圖一是應(yīng)用反相比例器測量電阻的原理，共

6、有三個量程Q, Q和Q,試計算電阻的三個不同阻值，和的阻值。輸出端的表頭同上。被測電阻05V+7 / 6三、實驗內(nèi)容及步驟反相比例器和反相跟隨器（1）按圖接線，可用直流電壓（也可以用函數(shù)信號發(fā)生器供給的正弦電壓）。注意：最大輸入電壓必須小于| 15V。（2） 取尺=RF=門，測量數(shù)據(jù)填入表中。 表輸入電壓（）反相比例器（）（3）取尺RF=|,并測量其線性范圍。輸入電壓（）輸入電壓（）表8 / 6反相跟隨器（）同相比例器和同相跟隨器（1）按圖一所示接線，取Ri=，RF=I ，測量數(shù)據(jù)填入表中。（2）使RF=（短路），冃=心（開路），并測量其線性范圍。測量數(shù)據(jù)填入表中。 表輸入電壓（）同相比例器（）表輸入電壓（）反相跟隨器（）.電壓表（1）按圖所示接線，通過改變、阻值，使輸出，并設(shè)計電壓表、三個量程。（2）測量數(shù)據(jù)填入表中。（3）驗證各量程線性關(guān)系。例如，檔線性關(guān)系的驗證，可改變輸入電壓從、，測量其相應(yīng)的值，實驗數(shù)據(jù)表格自行設(shè)計，并進(jìn)行誤差分析。表被測電壓w（V）RF(K0)R(K0)輸出電壓u（V）一.電流表（1）按圖所示，通過改變、的阻值，設(shè)計電流表，量程。（2）按圖接線后，調(diào)節(jié)輸入信號Ui使三個量程分別為、，根據(jù)公式li二叢，調(diào)節(jié)，獲得=,Rs=,=，再根據(jù)（）式，計算出（輸出時）。有關(guān)數(shù)據(jù)填