2024模电实验 - 基础题+中等题+进阶题汇总
该项目使用了ADALM2000+ADALP2000模拟套件,实现了ADI模电实验挑战赛的设计,它的主要功能为:验证了各类电路,完成了模电实验挑战赛。
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ADALP2000
模电实验
樱桃大丸子
更新2024-07-30
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基础题

1、双电源反相比例电路和加法电路

1.1、实验目标

通过实验操作,加深对集成运算放大器性能参数的理解,搭建双电源反相比例运算电路和反相加法运算电路,理解这些电路的工作原理和应用。学习如何调节电路,进行调零操作,以减少运算放大器内部电路不对称引起的误差。通过直流信号源和交流信号源测试电路,测量并记录输出电压,验证电路的运算关系。


1.2、电路仿真

a、反向比例电路:https://www.eetree.cn/short/29zjp9qe

b、反向加法电路:https://www.eetree.cn/short/2223a77p


1.3、面包板搭建的电路

1.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、直流信号源作用于反向比例运算电路,直流信号源电压为±0.2、±0.4、±0.6、±0.8V

1通道为输入通道,2通道为输出通道(下面图片为直流信号源电压为±0.4V)

VIDC(V)

±0.2

±0.4

±0.6

±0.8

VODC(V)

-0.406/0.391

-0.808/0.793

-1.210/1.198

-1.613/1.600

(2)、将输入电压改为1kHz正弦交流信号,VIrms为0.2V,调整交流信号源,分别作用于电路输入端,用示波器测量并记录输出电压。

1通道为输入通道,2通道为输出通道(下图为VIrms为0.2V时的m2k测量情况)

VIrms(V)

0.2

0.4

0.6

0.8

Vopp(V)

1.12

2.239

3.369

4.562

(3)、将电路接成反向加法运算电路,VI1=0.2V,VI2=-1V,VO=1.533V

2、双电源积分电路和微分电路

2.1、实验目标

通过电容器和电阻的组合,实现对输入信号的时间积分效果;利用电容对快速变化的输入信号电流的响应,实现对输入信号的微分效果。通过实验观察积分和微分电路对输入信号的处理效果,理解积分和微分电路的工作原理。


2.2、电路仿真

a、积分电路:https://www.eetree.cn/short/25vjsj7n

b、微分电路:https://www.eetree.cn/short/23q45for


2.3、面包板搭建的电路

a、积分电路

b、微分电路

2.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、积分电路:信号源端输入Vpp为0.5V,频率为2kHz的方波信号。1通道是输入信号,2通道是输出信号。

(2)、微分电路:信号源端输入Vpp为0.5V,频率为2kHz的方波信号。1通道是输入信号,2通道是输出信号。

4、单电源直接耦合放大电路

4.1、实验目标

设计并搭建一个直接耦合反相放大器电路,该电路能够将特定参数的正弦波信号转换为具有不同幅度和偏置电压的正弦波信号。选用AD8542 CMOS轨对轨运算放大器,利用其能够处理接近电源电压的输入信号的特性。学习轨对轨集成运算放大器的使用方法;学习集成运算放大器在单电源情况下的使用。


4.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/22rrsatt


4.3、面包板搭建的电路

4.4、ADALM2000测试过程及其结果

电路采用5V单电源供电,信号源输入峰值为0.1V、频率为1kHz、偏置电压为-0.2V的正弦波。1通道是输入通道,2通道是输出通道。

5、单管共射放大电路

5.1、实验目标

学习双极型晶体管电路的搭建。掌握静态工作点调整和测试方法。理解放大器静态工作点的意义和电路主要元件对静态工作点的影响。测量和计算放大电路的动态参数,如电压增益,研究不同参数对放大倍数的影响。掌握交流放大倍数的测量方法,研究电路参数对放大倍数的影响。


5.2、电路仿真

a、静态工作点测量:https://www.eetree.cn/short/29gs7exq

b、输入频率为5kHz,最大电压为30mV的正弦波信号:https://www.eetree.cn/short/2d878xu2

c、在仿真和实际测量中发现,由于C3的存在,使得交流信号的放大倍数被极大的增强,以至于出现了一些失真,可以看见上图中,输出信号并不上下对称,且频谱图可以看出,存在偶次谐波分量,所以尝试对电路做出一些改动,使得信号失真度更小

https://www.eetree.cn/short/2xo6v2mf


5.3、面包板搭建的电路

5.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、静态工作点测试

参数

VCC(V)

IEQ(mA)

VBQ(V)

VCQ(V)

VEQ(V)

VBEQ(V)

电压表读数

10

1

1.65

6.27

0.98

0.67

(2)、计算电压增益

在信号源输入端接入Vpp为60mV,频率5kHz的正弦信号,调整可调电阻,使用m2k观测输出波形。此处本来条件给的是12V,由于手头没有12V的电源,因此此处采用m2k正负5V电源构成一个10V的电源。(下图为电压增益70倍)

7、RC桥式正弦波振荡器

7.1、实验目标

使用ADALM2000和指定的电阻、电容、二极管、集成运算放大器等元件搭建RC桥式正弦波振荡器电路。理解振荡器中正反馈和负反馈网络的作用,以及它们如何共同作用产生稳定的振荡。调整电路参数,特别是可变电阻Rw,以观察振荡波形的变化,确保电路能够产生稳定的正弦波输出。测量并记录不同参数设置下振荡器的输出波形、电压幅度和振荡频率。分析电路元件参数变化对振荡频率和波形稳定性的影响。


7.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/25yyryv6


7.3、面包板搭建的电路

7.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、接通ADALM2000的±5V电源,调整滑动变阻器的值,观察输出波形。当Rw调整到17.3k时,输出的正弦波波形良好。

(2)、保持R=10kΩ,C=0.01μF,用示波器观察并测量正弦波输出电压幅度和振荡频率。

(3)、保持R=10kΩ,改变C=1000pF,用示波器观察并测量正弦波输出电压幅度和振荡频率。

(3)、保持C=0.01μF,改变R=1kΩ,用示波器观察并测量正弦波输出电压幅度和振荡频率。

9、全波精密整流电路

9.1、实验目标

搭建全波精密整流电路,并使用ADALM2000及其他指定的电阻、二极管、集成运放等器材。理解精密整流电路如何利用集成运放的放大作用,将微弱的交流电转换为直流电。通过实验步骤,测试不同峰值的正弦信号输入时电路的整流效果,包括500mV、100mV和更小峰值的信号。观测并记录不同输入信号下的输出波形,分析电路对输入信号的整流能力。确定电路输入电压的最小值,即电路仍能有效整流的最低输入电压水平。


9.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/26es6eg4


9.3、面包板搭建的电路

9.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、在电路输入端接入峰值500mV,频率1kHz的正弦信号,使用m2k观测输出波形。

(2)、在电路输入端接入峰值100mV,频率1kHz的正弦信号,使用m2k观测输出波形。

(3)、在电路输入端接入峰值50mV,频率1kHz的正弦信号,使用m2k观测输出波形。

(4)、全波精密整流电路的输入电压的最小Vpp为2mV,此时电路输出波形已经没有振荡。

中等题

2、三角波-正弦波变换器

2.1、实验目标

了解晶体管三角波-正弦波变换器的工作原理和电路结构。理解电路如何利用晶体管的差分对管大信号特性来产生正弦波,以及电路结构的简化和调试方法。通过实验操作,探索电路参数对波形失真和谐波含量的影响,并通过调整达到理想的正弦波输出。


2.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/29xcgzwy


2.3、面包板搭建的电路

2.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、接入±15V的电源电压,信号源设为频率1kHz,Vpp为6V的三角波,此时的输出波形有失真。

(2)、信号上下不对称说明有偶次谐波,信号有三角尖尖,说明存在高频的奇次分量。同时打开频谱分析仪,可以看到这是的波形的二次、三次谐波较大。

(3)、R9、R10分别调节直流偏移和交流幅度,边观察频谱分析仪,边调整R9、R10的电阻,消除二次三次谐波,即得到标准的正弦波。

3、双电源T形网络反相放大器

3.1、实验目标

设计并搭建一个反相比例运算电路,要求比例系数为-100,输入电阻为50kΩ。采用T形网络来构建反相放大电路,使用较小阻值的电阻实现较大的比例系数,并保持较高的输入电阻。调节输入电压为1kHz正弦交流信号,通过调整微调电阻,使用示波器测量并记录输出电压,确保满足设计要求。


3.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/226hobvt


3.3、面包板搭建的电路

3.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、调零

之前实验已经测过该芯片的调零电位符合要求

(2)、信号源输入

接入±5V的电源电压,根据题目要求信号源端给一个频率为1kHz,在此设定最大电压为10mV的正弦交流信号,要求放大系数为100倍,因此最终输出的电压最大值应该为1V。

(3)、ADALM2000测试过程及其结果

a、可以看到1通道为输出通道,2通道为输入通道,在这边输出的结果是正确的,放大倍数大约在100倍左右,但是两个通道的波形都不怎么好看。是因为按照我们的设定,10mV的信号实在是太小了,m2k生成信号的幅度是有限的。因此为了改善这个问题,做出了调整。

b、为解决先前10mV的信号实在是太小了,m2k生成信号的幅度是有限这个问题。在此使用了一个10K和一个10欧姆的电阻构成分压电路,在输入端给2V的信号,中间点的电压大约能在20mV,比直接生成一个20mV的信号减少了m2k的量化失真,可以看到最终出来的波形比之前的好看了很多!

4、积分电路设计

4.1、实验目标

使用ADALM2000、指定的电阻、微调电阻、电容和集成运放等器材搭建积分电路。理解积分电路的工作原理,特别是如何将输入信号积分转换成三角波输出。调节两个微调电阻,分别控制信号的直流偏移和交流幅度,以满足输出信号为-2V至+3V的三角波的要求。使用示波器测量并记录输出电压及其波形,验证电路设计是否达到预期效果。


4.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/2ys6dype


4.3、面包板搭建的电路

4.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、给±5V的电源电压,调节两个可调电阻,两个可调电阻分别调节信号的直流偏移和交流幅度。将输出信号调节为为-2~+3V的三角波。看到1通道的最大值为3.066V,最小值为-2.04V,符合实验要求。

1通道为输出通道,2通道为输入通道

11、MC1496调幅电路

11.1、实验目标

研究和了解MC1496集成电路的内部结构和、性能和应用电路。MC1496调幅电路的构建、调整和测试。对输出信号进行频谱分析,记录信号的频谱图,并分析其特性。


11.2、电路仿真

a、子电路:https://www.eetree.cn/short/23qstm84

b、实验电路仿真:https://www.eetree.cn/short/2bmktyqb


11.3、面包板搭建的电路

11.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、信号源输入:10号引脚输入Vpp为200mv,频率为30kHz的正弦波信号;1号引脚输入Vpp为200mv,频率为1kHz的正弦波信号。调幅系数为0.6

(2)、对输出信号进行频谱分析。可以看出中间是30kHz的载波信号,一左一右分别有一个峰,与主峰相距1kHz(调幅信号是1kHz)且幅度没有主峰大(调制幅度不可能大于100%),说明调幅电路中有大量的功率用于载波信号,能量利用率效率低。

12、MC1496同步检波电路

12.1、实验目标

理解和分析MC1496集成电路的内部结构和工作原理,搭建MC1496同步检波电路,并进行检测。


12.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/27r9ptup


12.3、面包板搭建的电路

12.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、供电电压15V输出,使用上次的调幅电路作为AM信号,使用信号发生器产生50kHz本地振荡和1kHz调制在50kHz的信号。

1通道是输入调幅电路的调制信号

2通道是同步检波电路解调出来的信号

14、MC1496 DSB解调器

14.1、实验目标

查阅MC1496资料,了解其内部电路结构、性能和应用电路。学习MC1496 DSB 解调器的构建、调整和测试。


14.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/2677gsf9


14.3、面包板搭建的电路

14.4、ADALM2000测试过程及其结果

DSB信号使用m2k产生,使用信号发生器的函数编辑功能。产生一个1k正弦波调制50k正弦波的DSB信号,可以看见通道1为产生的信号,通道2为解调出来的正弦信号。DSB调制电路与调幅电路接近,在调幅电路的基础上加上低通滤波,此外给进的信号源处需要加隔直电容,不然没法工作。

15、MC1496 倍频器

15.1、实验目标

查阅MC1496资料,了解其内部电路结构、性能和应用电路。学习MC1496倍频器的构建、调整和测试。


15.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/2awxvu4d


15.3、面包板搭建的电路

15.4、ADALM2000测试过程及其结果

使用信号源产生一个30kHz的正弦信号,同时输入到载波和调制信号端。利用其乘法性质输出的就是2倍频率的信号。可以看到通道1是30k信号,通道1是输出的60k信号。

进阶题

1、LT3080典型应用

1.1、实验目标

理解和分析LT3080可调、1.1A、低压差稳压器的内部结构和工作原理、性能和应用电路。观察和验证LT3080的电压和电流输出能力,以及其在实际应用中的性能表现。


1.2、选用电路说明

从电路图中可以看出,LT3080内部是由一个运放加一个三极管的结构,保证了电流的输出能力。控制输出的电压是由Rest的值决定,根据Vout=Rset*10uA可知,如果现在我们想要输出一个3.3V的电压,那么Rset的值应该给一个330k,并且输出端要加上一个电阻。同时可以看一下LT3080的电流输出能力,将水泥电阻加到输入端,将万用表调整到电流表模式,将量程调节到20A,电流的输出能力在500mA左右。

1.3、面包板搭建的电路和测试结果

(1)、观察电压输出能力

给一个5V的供电电压,让电路工作,Rset的值给一个330k。观察输出电压。输出电压为3.28V,在3.3V左右,符合理论结果。

image.png

(2)、观察电压输出能力

同时可以看一下LT3080的电流输出能力,将6.2欧姆、10W的水泥电阻加到输入端,将万用表调整到电流表模式,将量程调节到20A,根据输出的3.28V的电压,

再根据欧姆定理,计算出电流的输出在0.52A左右。使用万用表测量出,电流在0.506A,与理论结果差不多。

image.png

2、ADP3300典型应用

2.1、实验目标

理解和分析ADP3300高精度anyCAP®50mA低压差线性稳压器的内部结构和工作原理。学习ADP3300应用电路的构建、调整和测试。


2.2、选用电路说明

根据数据手册可知,ADP3300 是一款精密低压差 anyCAP电压稳压器,可以提供高精度和低压差的电压稳定输出。相较于其他压差为1.5V的线性稳压器,ADP3300在输出电流为 50mA 时,压差只有 80mV。

根据管脚的定义可知,NR管脚是减少噪声管脚,用于减少输出噪声,如果没有使用这个管脚的话,可以不用接。在本次实验电路中,我们使用到了NR管脚。在NR管脚与输出OUT管脚之间接上了应该10nF的电容;

在SD管脚是低电平时,芯片关闭。因此在搭建的电路选择中,我们直接将SD管脚与电源相接,使芯片开启。ERR管脚是一个开集电极输出的警报管脚,如果电路中出现过流或过温的情况,此管脚会出现报警提示。根据管脚的功能,此部分在电路中,接了一个1k的上拉电阻到输出,并且接了一个LED用于过流过温警报。

2.3、面包板搭建的电路

2.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、给一个9V的电源电压信号,根据电路分压,最终在输出前端有一个3.3V的信号,最终输出电压为3.297V,精确度达到千分之一。

(2)、输出管脚和GND相接,电路发生短路,故障灯亮起,且电路输出电压为0。此报警电路正常工作

3、OP484典型应用

3.1、实验目标

理解和分析OP484宽带放大器的内部结构和工作原理,特别是其轨对轨输入和输出特性。验证OP484的轨对轨特性,将特定参数的正弦波信号放大到指定的电压范围。


3.2、选用电路说明

OP484是一款单电源,具有轨对轨输入和输出特性的运放。因此根据它的轨对轨性质,用了之前的实验电路,将峰值为0.1V、频率为1kHz、偏置电压为-0.2V的正弦波转换为最小值为1V、最大值为5V,频率仍为1kHz的正弦波,电路采用5V单电源供电,来验证它的轨对轨特性。

其中VREF=VCC,R1=1kΩ,R2=20kΩ,R3=100kΩ,R3:选用68kΩ电阻+ 50kΩ可调电阻。

由于OP484有四组通道,在本次实验中只使用其中一组通道即可。

3.3、面包板搭建的电路

3.4、ADALM2000测试过程及其结果

按照要求将峰值为0.1V、频率为1kHz、偏置电压为-0.2V的正弦波转换为最小值为1V、最大值为5V,频率仍为1kHz的正弦波,电路采用5V单电源供电。

1通道是输入通道,2通道是输出通道。微调可调电阻后,可以看到输出正弦波的最小值为1V、最大值为5V,频率为1kHz,与题目要求一致。

4、AD654典型应用

4.1、实验目标

理解和分析AD654电压-频率转换器的内部结构和工作原理,包括其输入放大器、精密振荡器系统和高电流输出级。对电路的转换特性进行测试,包括在不同输入电压下的输出频率,并记录测试结果。


4.2、选用电路说明

AD654是一种是一款单芯片电压到频率(V/F)转换器,根据数据手册可以看到它的内部结构,包含了一个输入放大器、一个精密振荡器系统和一个高电流输出级。它只需要一个简单的RC网络即可设置全量程频率,该全量程频率可高达500 kHz。器件可以支持单或者双电源供电,电源电压范围从5V到36V,或者是±5V到±18V。在单电源5V供电的情况下,电压的范围在0~1v。在实验中选择5v的单电源供电,如果选择单电源供电,5号引脚到2号引脚的二极管可以不需要,因此5号引脚和2号引脚直接接地。根据电路频率的公式Fout=Vin/((10v)*(R1+R2)*Ct),输入频率与可调电阻、电容和输入电压有关。

4.3、面包板搭建的电路

4.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、在电路输入端接入Vpp为500mV的直流信号,使用m2k观测输出波形。

(2)、改变输入信号的电压,在电路输入端接入Vpp为700mV的直流信号,使用m2k观测输出波形。

(3)、在电路输入端接入Vpp为500mV的交流信号,使用m2k观测输出波形。给一个正弦波信号,信号的频率变大变小,FM调制,用在收音机里面的应用。

5、AD8210典型应用

5.1、实验目标

理解和分析AD8210单电源差分放大器的内部结构和工作原理,特别是在高共模电压环境下放大小差分电压的能力。对电路的放大倍数、共模抑制比等参数进行测试,并记录测试结果。


5.2、选用电路说明

使用AD8210双向电流采集电路,AD8210是一款高带宽、单路、隔离电流检测放大器,它的共模抑制比高,适合用于测量电源。串联0.5Ω采样电阻,把AD8210接在两端,根据数据手册知道放大倍数在20倍。15V电源接上500Ω的负载,根据计算:

  • 总电流为15/500=0.03 A
  • 电流在采样电阻上的压差为0.5*0.03=0.015 V
  • AD8210放大20倍后为300 mV

电压会约有300mv的变化,在0-5v供电的情况下。在没有电流的情况下,输出应该在2.5V。加上15V的电源,输出电压变为2.15v,下降了300mv。因为采用了双向采集电路,将电源反过来接,电压变成2.8v,升高了300mV。

5.3、面包板搭建的电路

image.png

5.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、Vref1接在5V的电源上,Vref2接在GND上。在没有电流的情况下,输出电压应在2.5v。

(2)、加上15V的电源,电路输出电压变成电压变成2.15v,下降了约300mv。

(3)、根据AD8210的双向采集电路,将电源的正负极反过来,电流方向也反过来了,电路输出电压变成2.8V,电压增加了300mV。

6、LTM8067典型应用

6.1、实验目标

理解和分析LTM8067隔离式μModule DC-DC转换器的内部结构、工作原理以及其典型应用。对电路的输出电压范围和调节特性进行测试,并记录测试结果。


6.2、选用电路说明

LTM8067是一个隔离式的DC-DC转换器模块,它集成了一个变压器、功率开关、和控制电路。芯片保证两个输出端之间形成压差,输出的电压范围在2.5V~24V之间,

有可调电阻负责调节电压。根据连接的方式不同,有不同的输出。如果输出的负端接到GND,则输出正电压,如果输出的正端与GND相连,则输出负电压。

给一个9V的供电电压,正电输出。调节可调电阻,输出有变化。


6.3、面包板搭建的电路及结果

image.png

6.4、ADALM2000测试过程及其结果

给一个9V的供电电压,当输出端的负端与GND相接,输出正电压。

image.png

8、LT1054典型应用

8.1、实验目标

理解和分析LT1054双极性开关电容电压转换器和稳压器的内部结构和工作原理,以及其在双电源倍增器应用中的特点。学习LT1054双电源倍增器电路的构建、调整和测试。对电路的输入电压、输出电压和输出纹波进行测试,并记录测试结果。


8.2、选用电路说明

这边选用了LT1054的一种典型应用——双电源倍增器,LT1054作为一种典型的双电源倍增器使用时,利用其内置的开关电容技术,可以从单一的电源生成一个与输入电压相反极性的输出电压。简单来说,如果提供一个正的输入电压,LT1054可以生成一个等值的负电压输出。这使得LT1054成为非常理想的选择,用于需要正负电压供电的电路设计,例如模拟信号处理、音频放大器、以及其他需要双电源供电的应用场合。双电源倍增器,输入5V电压,正输出和负输出在9V,输出纹波在正通道90mV,负通道60mv

8.3、面包板搭建的电路

image.png

8.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、输入5V电压,根据+VOUT ≈ 2VIN – (VL + 2VDIODE)和–VOUT ≈ –2VIN + (VL + 2VDIODE)两个公式可得,正输出电压和负输出电压在±9V,观察正负输出电压。

(2)、用示波器测量输出电压纹波,输出纹波在正通道90mV,负通道60mv

11、麦克风放大器

11.1、实验目标

理解和分析驻极体电容式麦克风的工作原理,以及如何通过FET前置放大器和运算放大器构建麦克风放大器电路。检测放大器的功能,包括在不连接麦克风和扬声器的情况下,使用正弦波信号测试放大器的增益和线性。调整正弦波信号的幅度,观察放大器的非线性行为,如波形双向限幅。


11.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/23wyblze


11.3、面包板搭建的电路

image.png

11.4、电路调整过程介绍、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、先检测放大器的功能,拆下麦克风和扬声器。接通5V电压,信号源设置为正弦波,峰峰值为50mV、频率为200Hz。用示波器观察输入电压和输出电压。

1通道为输入信号,2通道为输出信号。输入电压的峰峰值为50mV,输出电压峰峰值为522mV左右,放大倍数约为10倍。

(2)、适当调整正弦波的幅度,直到观察到波形双向限幅。

(3)、将麦克风和扬声器连接到电路中,然后将扬声器移到麦克风前面,直到出现声音反馈。具体现象见视频。在实验中,10倍增益对于产生反馈不够,因此调整了一下电阻阻值,将增益变大。当扬声器和麦克风靠近时,扬声器发出的声音更容易被麦克风拾取,如果放大器的增益设置得过高,就可能产生足够强的反馈信号,引起声音反馈。

12、三角波发生器

12.1、实验目标

理解和分析基于AD654电压-频率转换器IC的三角波发生器电路的工作原理。通过示波器观察AD654的方波输出和AD8226转换后的三角波输出。


12.2、选用电路说明

按照上图电路进行电路连接,AD654是电压频率转换器负责将输入信号转换成方波信号,AD8226仪表放大器负责将方波信号转换成三角波信号。R12负责调节电路频率,R16负责调节电路放大倍数。

12.3、面包板搭建的电路

image.png

12.4、ADALM2000测试过程及其结果

搭建好电路并接入5V的电源电压,使用示波器观察输出波形。1通道是AD654输出的信号,2通道是AD8226仪表放大器负责将方波信号转换成三角波信号。

15、LM386集成功率放大器

15.1、实验目标

学习和理解LM386集成功率放大器的内部电路结构和特点,如温度稳定性、高电源利用率、低功耗和较小的非线性失真。通过搭建电路,测试LM386在不同配置下的静态值、增益范围和带宽。使用不同的电源电压和输入信号,测量LM386的静态工作电流、静态输出电压、电压放大倍数和幅频响应。


15.2、电路仿真:https://www.eetree.cn/short/23oudhlc


15.3、面包板搭建的电路

image.png

15.4、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、测量静态值

信号源电压为零,将3脚对地短路,电源电压VCC为5V,测量电源电流和输出端静态电压。

(2)、测量增益范围

供电电压VCC为15V(因为手头的可调电源只能输出15V电压,并且仿真的时候也试过使用15V可以正常工作),输入电压幅值为0.02V,频率为1kHz的正弦波,负载8Ω开路。当1、8 脚开路时,测量输出电压峰峰值,求得电压放大倍数(约为20)。

1通道为输入通道,2通道为输出通道。可以看到1通道Vpp为20.632mV,2通道Vpp为387.239mV,放大倍数大约在20倍左右。与理论相符合。

当1、8 脚之间接入33μF电容(交流短路) 时,测量输出电压峰峰值,求得电压放大倍数(约为200)。

1通道为输入通道,2通道为输出通道。可以看到1通道Vpp为20.632mV,2通道Vpp为4.644V,放大倍数大约在200倍左右。与理论相符合。

(3)、测试LM386幅频响应曲线,求带宽

由于电路中有隔直电容,直流没有放大效果,在中频部分放大了200多倍,在高频部分放大效果又会逐渐减弱,从电路的幅频特性曲线可知,在250kHz以后,频率开始出现下降。

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