崑山科技大学电机工程系-崑山电子历程.DOC

崑山科技大學 電機工程系 電子學實習四-線性組合電路 指導老師:陳俊榮 班級:四電機二A 學生:4980J003 吳俊毅 4980J080 劉冠群 應繳日期2011-03-22~2011-04-27 繳交日期2010/04/07 實習四-線性組合電路 實習目的: 瞭解利用運算放大器設計線性組合電路之方法-加、減法電路。 藉由實習過程，以瞭解利用運算放大器所設計之加、減法電路的實際應用方法。 實習器材 實習設備: 直流電源供應器; 訊號產生器; 示波器; 三用電表; 麵包板。 相關知識: 由於運算放大器採用直接耦合所設計之電路系統，因此這些線性放大電路，皆可同時放大各種交、直流電壓訊號，若適合結合這些線性放大電路，便可以用來設計各種算數運算電路。 若有n個輸入電壓v1，v2，v3，…，vn，同時加入反相或非反相放大器等線性放大器之輸入端，便可在輸出端得到輸出電壓vo為 可實現上式之線性放大電路，可稱為線性組合電路，而其中Ak可為正(非反相放大)或負(反相放大)之常數，若適當結合反相與非反相放大器等線性放大電路，便可用來設計各種加、減法之算數運算電路。 反相加法器 若有n個輸入電壓v1，v2，v3，…，vn，同時加入運算放大器之反相輸入端(v-)，便可得到Ak皆為負值之線性放大電路，如下圖所示，稱為反相加法器。假設運算放大器操作於線性穩態之情況，利用虛短路與毆姆定律可得 利用KCL於下圖之輸入迴路可得 整理上述之討論，可得反相加法電路輸出電壓Vo為 非反相加法電路 若有n個輸入電壓v1，v2，v3，…，vn，同時加入運算放大器之非反相輸入端(v-)，便可得到Ak皆為正值之線性放大器電路，如下圖 所示(假設R1=R2=R3=…=Rn)，稱為非反相加法電路。假設運算放大器操作於線性穩態之情況，利用KCL於運算放大器之非反相端可得 整理上述之討論，可得非反相加法電路輸出電壓vo為 差動放大器 若反相與非反相放大電路，便可得到一個相當實用之線性組合電路，便可得到一個相當實用之線性組合電路，稱為差動放大器，如下圖所示。 假設輸入訊號v1與v2，分別加入運算放大器之非反相(v+)與反相(v-)輸入端，根據基本線性放大器之討論，可得此放大電路之輸出電壓vo為 利用運算放大器虛接地之觀念，並配合重疊定律，以求解下圖之輸出電壓vo為 若適當的選擇R1=R3=Ra，R2=R4=Rb，則可將上式簡化為 儀表放大器 使用3個運算放大器來發展另一種線性差動放大器電路，其中運算放大器A1與A2用電壓隨偶器當做訊號輸入級，以提高輸入阻抗，而再使用A3來當作差動放大器，以作為訊號放大之用途，且放大電路之增益，可藉由電阻Rx來加以調整，故儀表放大器亦為一相當理想之差動放大電路，如下圖所示。 利用虛短路之觀念，配合基本電路理論可得 整理上式可得輸出電壓 實驗結果: (一)反相家法電路 (二)非反相加法電路 (三)差動放大器 (四)儀表放大器 心得 實習四的實作過程比起前面實習更具變化，加法器、減法器、差動放大器及儀表放大器。這一次實作上免不了需要用可變電組調整供應直流電壓，有了老師在課堂的詳細講解，在加上與同組同學相互合作，有了前面實作的經驗這一次實作過程較不會綁手綁腳。也感謝同學相互提醒讓我們可以順利完成這一次實作。