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使用电路仿真验证预测和测量参数值的软件。
采用双电压,稳压电力供应给…供电opamp。我建议使用一个“慢”运放,使回转更容易被注意到。如果一个学生选择一个相对快速旋转的运算放大器,如TL082,他们的信号频率可能必须上升到兆赫范围前的旋转变得明显。在这样的速度下,电路板和测试引线中的寄生电感和电容将导致不良的“振铃”和其他伪影,混淆电路性能的解释。
我已经成功地使用了以下价值观:
这项工作的一个扩展是合并故障排除的问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
这个练习的目的是根据经验来确定一个闭环运放的增益带宽积(GBW)放大器通过设置三种不同的闭环增益(ACL),测量截止频率(f−3 db,并计算两者的乘积(ACLf−3 db)在每一次收获。由于该放大器是直流耦合的,因此不需要测量较低的截止频率来计算频带宽度,只是高截止频率。
GBW告诉我们的是,任何opamp都有充当a的倾向低通滤波器,它的截止频率取决于我们试图从运算放大器获得多少增益。我们可以在适度的频率下获得大的增益,或者在适度的增益下获得高带宽,但不能两者兼得!这个实验练习旨在让学生看到这种局限性。当它们以越来越大的增益([(R2) / (R1在越来越低的频率下,他们会注意到运放像低通滤波器一样“截止”。
对于单位增益频率的“给定”值,您必须查阅所选择的运算放大器的数据表。我喜欢在很多交流电路中使用流行的TL082 BiFET运放,因为它以适中的价格提供了良好的性能和卓越的可用性。然而,TL082的GBW是如此之高(典型为3mhz),当在低增益下测试时,由于显示截止所需的高频率,面包板和布线布局成为问题。古老的741是一个更好的选择,因为它的增益带宽产品明显较低(通常为1至1.5 MHz)。
在这个练习中,保持一个不失真的运放输出是非常重要的,即使在闭环增益非常高的情况下。如果不这样做,将导致f−3 db点数被回转速率限制所扭曲。我们在这里寻找的是由小信号开环增益(AOL)在opamp里面。要保持小信号状态,必须保证信号不失真!
我能够计算GBW产品的一些典型值是3.8 ×106对于BiFET TL082,请参见1.5 ×106对于LM1458,和大约800 ×103.LM741C。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
我建议设置函数发生器输出为1伏特,使学生更容易测量“截止”点。不过,如果您愿意,您也可以将其设置为其他值(或者让学生在测试电路时自行设置该值!)。
为电容器,我建议学生选择三个等值的电容器,如果他们希望建立具有巴特沃斯响应的萨伦-钥匙电路(其中C2= 2摄氏度1)。电容器C1将是一个单一的电容器,而电容器C2将两个电容器并联。这通常确保了比选择单个组件更精确的1:2比例。
我也建议学生使用示波器进行测量交流电路中的电压,因为一些数字万用表很难精确测量超出线路频率范围的交流电压。我发现将示波器设置为“X-Y”模式特别有用,这样它就会在屏幕上画一条细线,而不是扫过屏幕来显示真实的波形。这使得测量峰间电压更容易。
这里给出的值已经证明可以很好地用于这个练习,当然还有很多其他的值是可能的:
这种组件组合给出的预测截止频率为11.25 kHz,实际截止频率(不考虑组件公差)为11.36 kHz。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
我建议设置函数发生器输出为1伏特,使学生更容易测量“截止”点。不过,如果您愿意,您也可以将其设置为其他值(或者让学生在测试电路时自行设置该值!)。
对于电阻器,我建议学生选择三个相等的电阻器,如果他们希望建立具有巴特沃斯响应的萨伦-钥匙电路(其中R2=1/2R1)。电阻R1将会是单个电阻,而电阻R2将两个电阻并联连接。这通常确保了比选择单个组件更精确的1:2比例。
我也建议学生使用示波器来测量这样的电路中的交流电压,因为一些数字万用表很难精确测量超出线频率范围的交流电压。我发现将示波器设置为“X-Y”模式特别有用,这样它就会在屏幕上画一条细线,而不是扫过屏幕来显示真实的波形。这使得测量峰间电压更容易。
这里给出的值已经证明可以很好地用于这个练习,当然还有很多其他的值是可能的:
这种组件组合给出的预测截止频率为11.25 kHz,实际截止频率(不考虑组件公差)为11.11 kHz。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
我也建议学生使用示波器来测量这样的电路中的交流电压,因为一些数字万用表很难精确测量超出线频率范围的交流电压。我发现将示波器设置为“X-Y”模式特别有用,这样它就会在屏幕上画一条细线,而不是扫过屏幕来显示真实的波形。这使得测量峰间电压更容易。
这里给出的值已经证明可以很好地用于这个练习,当然还有很多其他的值是可能的:
这种组件组合给出的预测中心频率为15.92 kHz,实际截止频率(不考虑组件公差)为15.63 kHz。
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使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
选择电容器C是一个好主意2为大于电容C的值1,使第二个运放不饱和。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
在有限幅二极管的情况下1和D2,电位器的调整远不如不加电位器灵敏。尝试移除两个二极管,看看在没有振幅限制的情况下会发生什么!学生将必须精细地调整多匝电位器,以实现良好的正弦波(满足巴克豪森标准)。然而,有了二极管,你可以调整电位器使环路增益刚好高于单位,唯一的结果是波形轻微失真,而不是严重失真。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用正弦波函数发生器作为交流电压源。指定音频范围内的截止频率。
我建议设置函数发生器输出为1伏特,使学生更容易测量“截止”点。不过,如果您愿意,您也可以将其设置为其他值(或者让学生在测试电路时自行设置该值!)。
我也建议学生使用示波器来测量这样的电路中的交流电压,因为一些数字万用表很难精确测量超出线频率范围的交流电压。我发现将示波器设置为“X-Y”模式特别有用,这样它就会在屏幕上画一条细线,而不是扫过屏幕来显示真实的波形。这使得测量峰间电压更容易。
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这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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在这个练习中,你可能希望使用运算放大器或真正的比较器。是否特定的设备具有轨到轨输出摆动能力也是您的选择。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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在这个练习中,你可能希望使用运算放大器或真正的比较器。是否特定的设备具有轨到轨输出摆动能力也是您的选择。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用双电压稳压电源给运算放大器供电。
我已经成功地使用了以下价值观:
为了演示锁存,必须有一个能够锁存的运放。因此,您应该避免运放,如LM741和LM1458。我建议在这个练习中使用像TL082这样的运算放大器,因为它不仅能锁存,而且不会改变输出电压。当学生第一次学习如何使用运算放大器时,他们需要看到这两个常见的限制。
万一你的学生问,测试点TP1是用来测量电位器的输出,而不是作为注入外部信号的地方。所有你需要连接的东西TP1是一个电压表!
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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在这个电路中使用功率晶体管,因为一般用途的信号晶体管可能没有足够的功率耗散等级来承受学生可能让他们通过的负载!我推荐一个小型直流电机作为负载。电动马达提供了一种简单的方式,通过在轴上放置机械负载来增加电负载。通过这样做,学生可以自己看到电路如何保持负载电压(抵抗电压“凹陷”增加负载电流)。
我发现这个电路非常适合让学生了解负反馈是如何工作的。在这里,运放调整功率晶体管的基极电压到不管需要什么为了使负载电压保持在齐纳二极管设定的基准电压水平。晶体管引起的任何一种损耗(最显著的是V是)由运算放大器自动补偿。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定所有四个电阻为相等的值,在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k,等等)。这将确保差分电压获得的统一。如果你想要要有一个不同的电压增益,然后通过所有手段指定这些电阻器的值,无论你认为合适!
微分增益是通过平均每个测量V的商数来计算的出值对应的V在()−V(−)差分输入电压。共模增益通过除以输出电压的差值(∆V出)通过共模输入电压的差值(∆V在)。
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选择正输入电压值和负输入电压值,以便学生可以预测和测量这两种情况下的电路输出。二极管的选择并不重要,因为任何整流二极管都可以工作。两个电阻器的值应该相等,并且至少与电位器的值相等。我推荐一个10k ω电位器和15k ω电阻。
接下来要问的一个好问题是,改变这个半波精密整流电路的极性需要什么。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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为V选择值在显示电路“保持”最后最高(最正)输入电压的能力。
我发现这些价值观很有效:
TL082运放在这种电路中工作良好,有三个原因:首先,它是一个双运放,在一个8针封装中提供两个必需的运放。第二,它的JFET输入级提供必要的低输入偏置电流,以避免过快地放掉电容。第三,它是自由的锁存,这使它可能重置电容电压到满(负)轨电压,仍然有一个有效的输出。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
该电路的一个很好的后续活动是改变输入频率,并预测/测量正弦波形输入和输出之间的相移(θ)。结果可能会令人惊讶,特别是如果你习惯了a的行为被动积分器电路。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
该电路的一个很好的后续活动是改变输入频率,并预测/测量正弦波形输入和输出之间的相移(θ)。结果可能会令人惊讶,特别是如果你习惯了a的行为被动微分电路。
如果学生看到一个“有噪声”的输出波形,尤其是刚刚完成有源积分器电路练习的学生,可能会感到沮丧。向他们解释,由于微分器的适当功能:提供与信号频率成比例的电压放大,微分器电路输出的噪声是相当正常的。这意味着即使输入端的一点高频噪声也会以放大的形式显示在输出端。提醒他们这是微分器应该做的,而不是电路的某些特性。
有源微分器电路非常适合显示输入波形中的失真。纯正弦波输入应该产生纯正弦波输出,纯三角波输入应该产生纯方波输出,偏离这些“纯”波形类型将产生明显偏离其理想形式的输出波形。通常,“失真”的输出并不表示电路有故障,而是表示输入信号的微小失真,否则由于其微小的幅度而不可见。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
我建议设置函数发生器输出为1伏特,使学生更容易测量“截止”点。不过,如果您愿意,您也可以将其设置为其他值(或者让学生在测试电路时自行设置该值!)。
我也建议学生使用示波器来测量这样的电路中的交流电压,因为一些数字万用表很难精确测量超出线频率范围的交流电压。我发现将示波器设置为“X-Y”模式特别有用,这样它就会在屏幕上画一条细线,而不是扫过屏幕来显示真实的波形。这使得测量峰间电压更容易。
请确保选择的组件值将产生一个在指定的opamp可以处理的范围内的频率!例如,如果使用的特定运放是LM741,那么在兆赫范围内指定截止频率将是愚蠢的。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
我建议设置函数发生器输出为1伏特,使学生更容易测量“截止”点。不过,如果您愿意,您也可以将其设置为其他值(或者让学生在测试电路时自行设置该值!)。
我也建议学生使用示波器来测量这样的电路中的交流电压,因为一些数字万用表很难精确测量超出线频率范围的交流电压。我发现将示波器设置为“X-Y”模式特别有用,这样它就会在屏幕上画一条细线,而不是扫过屏幕来显示真实的波形。这使得测量峰间电压更容易。
请确保选择的组件值将产生一个在指定的opamp可以处理的范围内的频率!例如,如果使用的特定运放是LM741,那么在兆赫范围内指定截止频率将是愚蠢的。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
我也建议学生使用示波器来测量这样的电路中的交流电压,因为一些数字万用表很难精确测量超出线频率范围的交流电压。我发现将示波器设置为“X-Y”模式特别有用,这样它就会在屏幕上画一条细线,而不是扫过屏幕来显示真实的波形。这使得测量峰间电压更容易。
这里给出的值已经证明可以很好地用于这个练习,当然还有很多其他的值是可能的:
这种组件组合给出的预测缺口频率为15.92 kHz,实际截止频率(不考虑组件公差)为15.87 kHz。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
注意,由于该电路缺乏自动增益控制,电位器调整是非常敏感!学生将必须精细地调整多匝电位器,以实现良好的正弦波(满足巴克豪森标准)。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
在有限幅二极管的情况下1和D2,电位器的调整远不如不加电位器灵敏。尝试移除两个二极管,看看在没有振幅限制的情况下会发生什么!学生将必须精细地调整多匝电位器,以实现良好的正弦波(满足巴克豪森标准)。然而,有了二极管,你可以调整电位器使环路增益刚好高于单位,唯一的结果是波形轻微失真,而不是严重失真。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
注意,由于该电路缺乏自动增益控制,电位器调整是非常敏感!学生将必须精细地调整多匝电位器,以实现良好的正弦波(满足巴克豪森标准)。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
使用双电压稳压电源给运算放大器供电。指定标准电阻值,都在1k ω和100k ω之间(1k5, 2k2, 2k7, 3k3, 4k7, 5k1, 6k8, 10k, 22k, 33k, 39k 47k, 68k等)。
我已经成功地使用了以下价值观:
注意,由于该电路缺乏自动增益控制,电位器调整是非常敏感!学生将必须精细地调整多匝电位器,以实现良好的正弦波(满足巴克豪森标准)。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
学生可以自由选择任何符合标准的振荡器设计:给定频率的正弦输出。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。
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使用电路仿真软件验证您的预测和测量参数值。
学生可以自由选择他们想要的负载周期。唯一的性能标准是输出频率。
这个练习的一个扩展是包含故障排除问题。无论是将此练习作为一个性能评估,还是仅仅作为一个概念构建实验室,您都可以通过要求学生预测某些电路故障的后果来跟踪他们的结果。