基础题5_仪表放大器
一、实验目标
1.掌握由集成运放组成的仪表放大电路原理和结构
2.学习集成运放仪表放大电路的搭建，及其典型应用电路的测试
二、实验器材
LTspice
电阻，若干
可变电阻，2
集成运放，3
三、任务要求
设计一个传感器放大电路，当R相对于R’的偏差为±1%时，放大器产生±5V的输出电压。
四、实验步骤
1.按下图在LTspice界面上搭建电路。其中，用R10模拟温度传感器，运算放大器选用OP07，供电电压取±15V，电阻按照下面设计取值：
，
，
取值为100±100×1% = 99～101Ω，V1取7.5V。则
的最大值为0.01875V。
要求输出电压最大值为5V，则仪表放大器放大倍数为
倍。
而仪表放大器的
、
、
时，其放大倍数公式为
。则取
，
，
。
2.设定传感器电阻变化范围为99～101Ω，观察电阻变化与输出电压关系曲线如图所示。
五、结论
传感器电阻为99Ω时，输出电压为-5V；电阻为101Ω时，输出电压为5V；电阻在99～101Ω范围内变化时，输出电压在-5V～5V范围内线性变化。因此设计电路性能满足设计要求。
基础题7_全波精密整流电路
一、实验目标
1.理解全波精密整流电路的工作原理
2.学会使用运放搭建全波精密整流电路，并对电路进行测试
二、实验器材
LTspice
680Ω电阻，1
1kΩ电阻，1
2kΩ电阻，6
1N4248二极管，2
集成运放，2
三、任务要求
在LTspice界面搭建全波精密整流电路，在输入信号峰值电压分别为500mV、100mV和更小，频率均为1kHz情况下，观察记录输出的全波整流波形。
四、实验步骤
1.按下图1～3，运算放大器选用OP07，二极管选用1N4148，电阻
Ω，
Ω，
Ω，
Ω，在LTspice搭建全波精密整流电路。
2.输入端交流信号为：峰值500mV、频率为1kHz，运行仿真，观察得到输入输出波形如图1所示。
图1 ui幅值为500mV
图2 ui幅值为100mV
图3 ui幅值为50mV
图4 ui幅值为40mV
3.输入端交流信号为：峰值100mV、频率为1kHz，运行仿真，观察得到输入输出波形如图2所示。
4.输入端交流信号为：峰值50mV、频率为1kHz，运行仿真，观察得到输入输出波形如图3所示。
5.输入端交流信号为：峰值40mV、频率为1kHz时，运行仿真，观察得到输入输出波形如图4所示。其输出信号的负值接近-8V，相对于40mV已基本不能接受，因此可以认为输入电压最小值为40mV。
基础题9_RC桥式正弦波振荡器
一、实验目标
1.掌握由集成运放构成正弦波振荡器的工作原理
2.学习RC桥式正弦波振荡器的搭建、调整和测试方法
二、实验器材
LTspice
10kΩ电阻，3
6.8kΩ电阻，1
20kΩ电阻，1
0.01μF电容，2
1N4248二极管，2
集成运放，1
三、任务要求
在LTspice界面搭建正弦波振荡器，研究电路参数对振荡器性能的影响。
四、实验步骤
1.按下图1，运算放大器选用OP07，二极管选用1N4148，电阻
Ω，
Ω，
Ω，电容
F在LTspice搭建全波精密整流电路。运算放大器供电电源为±15V
2.运行仿真，得到输出电压波形如图1所示，能清晰看到起振过程。
3.调整R2的大小，可得到不同的输出电压波形。（1）反馈电阻R2越小，起振越慢，振荡波形幅值越小。反馈电阻越大，起振越快，振荡幅值越大，超过运放线性工作范围时输出波形发生失真。（2）反馈电阻R2为13.3Ω为起振最小电阻，输出波形如图2所示。（3）反馈电阻R2为18.6kΩ时，达到最大不失真输出；R2大于18.6kΩ时，输出波形失真，如图3所示（R2为18.7kΩ）。
4.示波器测量输出电压幅值2.85V，周期为0.63ms，频率为1.59kHz。理论频率为
，仿真测量值与理论计算值一致。
5.电阻保持10kΩ，电容改为
F，测得幅值为2.65V，频率为15.9kHz。
6.电容保持F，电阻改为
Ω，测得幅值为2.65V，频率为15.9kHz。
图1 R2为15kΩ时输出波形
五、仿真结论
1.选频网络的R和C决定输出波形评论。
2.反馈网络决定能否起振。电阻R2越小，起振越慢，振荡波形幅值越小。反馈电阻越大，起振越快，振荡幅值越大，超过运放线性工作范围时输出波形发生失真。
