单电源运放组成的交流放大电路实验目的：1，测量由单电源运放所组成的同（反）向放大电路的各项参数；2，通过实验，了解单电源运放的特点。实验器材：数字信号发生器，示波器，电阻，数字万用表，电容，LM324运放实验电路分析：那同向放大来说，当单电源运放电路为图3时，运放输出端的电压V0只能在0～+Vcc之间变化，负半轴无法正常放大。所以将图设计为图1所示，加上了直流偏置，真正的输入就变成了Ui+0.5*Vcc,等效于加在了正负0.5*Vcc的双电源上，R1、R2之间的点相当于虚“地”，此时，输入的正负半轴均可以正常放大。引入了直流偏置，所以在输入输出端均加上了隔直电容。实验电路：实验内容1，同向放大电路：A,选择参数：R=2KΩ；R1=R2=RF=30KΩ;C=100uF;C1=C2=10uF;运放型号为LM324；B，按照图1连接电路，输入端接上信号发生器，再分别将输入与输出端信号输入；C，增益：输入1KHz,Vpp=100mV的正弦电压，Vcc输入5V，观察到示波器上显示的波形没有失真，用示波器测量出两通道的峰峰值V1=98.4mV，V2=1.66V；D，幅频特性：输入峰峰值不变，改变输入信号的频率，并记下每个频率所对应的输出电压的峰峰值与表1；E，输入电阻：在输入端接入一个1K的电阻，输入vi=18.24mV的正弦波，用万用表分别测量放大电路两端电压v=17.68mv;F，输入范围，输出摆幅：在频率等于1KHz时，改变输入电压的幅值，观察并记录输出信号的波形及输出未失真的输出范围。2，反向放大电路A,选择参数：RF=100KΩ；R1=R2=R=10KΩ;C=100uF;C1=C2=10uF;运放型号为LM324；B，按照图2连接电路，输入端接上信号发生器，再分别将输入与输出端信号输入；C，增益：输入1KHz,Vpp=20mV的正弦电压，Vcc输入5V，观察到示波器上显示的波形没有失真，用示波器测量出两通道的峰峰值V11=20.6mV，V12=210mV；D，幅频特性：输入峰峰值不变，改变输入信号的频率，并记下每个频率所对应的输出电压的峰峰值与表2；E，输入电阻：在输入端接入一个10K的电阻，输入vi=40mV的正弦波，用万用表分别测量放大电路两端电压v=20.43mv;F，输入范围，输出摆幅：在频率等于1KHz时，改变输入电压的幅值，观察并记录输出信号的波形及输出未失真的输出范围。实验结果与分析：1，增益：A，同向放大：实验中增益：Av1=V2/V1=16.6；理论增益：Av11=1+RF/R=16。B，反向放大：实验中增益:Av2=V2/V1=10.2；理论增益：Av12=-RF/R=-10。2，幅频特性：A，正向放大：频率f/Hz151015203040输出Vpp/V0.9801.621.621.621.621.641.66频率f/Hz6080100130150200400输出Vpp/V1.661.661.661.661.661.661.66频率f/Hz8001K4k10k20k40k60k输出Vpp/V1.661.661.661.661.581.501.35频率f/Hz80k85k86k87k90k100k160k输出Vpp/V1.231.191.181.161.111.030.754频率f/Hz200k300k600K800K1M2M4M输出Vpp/V0.6330.4360.2370.1980.08710.03960.0236800.20.40.60.811.21.41.61.81102040801302008004K20K60K85K87K100K200K600K1M4MVpp截止频率：当V=1.66*0.707=1.17时的频率，为87KHz。所以带宽：0~87KHz。B，反向放大f/HzVpp/V表1同向放大电路的幅频特性曲线频率f/Hz151015203040输出Vpp/V0.1240.1950.1960.1960.1960.1960.196频率f/Hz6080100130150200400输出Vpp/V0.1950.1960.1960.1960.1960.1960.196频率f/Hz8001K4k10k20k40k60k输出Vpp/V0.1960.1960.1960.1970.1960.1920.187频率f/Hz80k90k100k110k115k116k150k输出Vpp/V0.1760.1660.1530.1440.1390.1370.122频率f/Hz200k300k600K800K1M2M4M输出Vpp/V0.09530.06560.03170.02460.01290.009640.0073200.050.10.150.20.25115401002001K20K80K110k150k600K2MVpp截止频率：当V=0.196*0.707=0.138时的频率，为115KHz。所以带宽：0~115KHz。3，输入阻抗，输出阻抗：A，正向放大：理论输入阻抗：Ri=R1／R=30KΩ实际测量输入阻抗：Ri=31.57KΩ输出阻抗：Ro≈0;B，反向放大”理论输入阻抗：Ri=R=10KΩVpp/Vf/Hz表2反向放大电路的幅频特性曲线实际测量输入阻抗：Ri=10.44KΩ输出阻抗：Ro≈0;4，输入范围和输出摆幅：A，正向放大：输入/mV<140140~333>333输入输出此时波形没有失真输出波形上半部失真输出波形在上部失真的情况下，下部也开始失真上部下部都失真，输出达到一定电压时，接近于方波所以，输出摆幅最大到输入140mV时输出2.19V，输出摆幅：0~2.19VB，反向放大：输入/mV<253253~422>422输出此时波形没有失真输出波形的上半部失真开始时，输出波形在上部失真的情况下，下部也开始失真输出达到一定电压时，上部下部都失真，接近于方波所以，输出摆幅最大到输入253mV时的输出2.54V，输出摆幅：0~2.54V
