电子设计报告的测试与应用样本.doc

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衡阳师范学院电子设计报告
设计说明书

设计题目: TL082的测试与应用

专业: 电子信息科学与技术
作者: 谢曙兰 梁伟文
指导教师: 黄顺 李志强
6月17日

摘 要
器件应用到商业、 工业、 军事工业各方面。它的特点有: 低功耗, 广泛通用模式和电压变化范围; 输入偏置低和低补偿失调电流; 有输出短路保护; 高输入阻抗; 内置频率补偿; 速度快; 输入电源电压通用等。
一、 芯片介绍
现有型号TL082CP, 该运放采用DIP8的封装形式, 各引脚如图1。

图1 TL082系列DIP8封装引脚图
二、 仪器放大器的设计与工作原理
仪器放大器是在差分放大的基础上发展起来的一种比较完善的放大器,作为已成型的仪器放大器,其内部由三个运放和一些精密电阻构成,其图如1所示:A1,A2为高输入阻抗的同相放大器,A3为差动放大器.
但这里的同相放大器所不同的是每个同相放大器的反相端的接地电阻Rg并不直接接地,而是这两个放大器的反相端经过变阻器Rg连在一起.下面的分析能够说明证明这样接的必要性.
图2　仪表放大器电路图

利用迭加原理能够导出仪器放大器的理想放大特性, 首先令输入=0, 求在作用下A1,A2的输出电压。由于=0, B点的电压=0, 可见A1是有R1和R2构成的同相放大器其输出电压为:

有由于A点的电压=, =0, 则运放 A2是由R1和R3构成的反相放大器, 其输出电压为:
=R3/R1
然后令=0, 求在作用下A1,A2的输出电压。由于=, =0, 则A1是有R1和R2构成的反相放大器其输出电压为:

=R2 / R1
又由于=0, 则=0, 可见运放A2是由R1和 R3构成的同相放大器, 其输出电压为
= ( R1+R3/R1
当在 和同时作用下, A1和A2的输出电压为:
= +=R2/R1
= += R3/R1 + ( R1+R3) /R1
A3为差动放大器, 取匹配电阻R5=R4,R7=R6,则仪器放大器总的输出电压为
=( ) R6/R4 =()R6(R1+R2+R3)/R1R4
由此可得出仪器放大器的放大倍数为
=
可见, 仪器放大器只要求R4=R5,R6=R7两个电阻匹配条件。如若A1和A2分别为两个独立的同相放大器, 则还应要求两个两个同相放大器的放大倍数相同, 有需要保证这两个电阻匹配条件, 否则带来误差。
一般仪器放大器选取R2到R6为同一电阻R, 则仪器放大器的输出增益为
= 1 + 2R/Rg
可见只要改换电阻R1即可达到改变增益的目的, 这是非常方便的。
另外, 由于A1和A2为近似相同的同相放大器, 由共模电压引起的输出电压也近似相等, 经差动放大器A3相减后能够补偿掉 A1和A2共模放大倍数引起的误差, 这时, 仪器放大器 的共模误差主要取决于A3的共模抑制比。当 运放A1和A2有具有相同的漂移特性时, 也经过差动放大器A3的相减而达到补偿。

三、 Tl082的特性测量:
她的内部构造如图2所示, 她的主要特征是低输入的偏至电流和低偏至电压温度系数。
利用仪表放大对她的特性进行了实际的测量和具体数据进行了记录最大放大倍数为Av=1550,最大相移为。
当输入=500mV, 放大倍数一定的时候它的幅频特性如表一:
当输入f=1K不变时改变输入电压与输出电压对应的关系如表二:

表一: 幅频特性表( 幅度随频率加大而衰减, Vo＝5.0V)
频率f(k)
幅度(V)

1
5.0
5
5.0
10
5.0
20
4.98
30
4.98
40
4.98
50
4.98
100
4.97
250
4.55
500
3.7
700
3.32
900
3.1
1200
2.82
1500
2.25
1700
1.75
1900
1.20

0.96
2300
0.42

表二: 放大倍数与幅度关系表( 　Fi＝１KHz　)
(mv)
(V)

50
0.5
100
1.0
200
2.0
500
4.98
700
7.0
1000
10.0
1200
11.98
1500
15.0
1800
18.0

20.0
2100
20.5
2110
21.0
2200
21.5
2500
21.9
3000
21.98

四、 反相放大电路测试
采取测试电路方式, 如图2为一个放大倍数为5.1倍的反相放大电路。

图３ TL082CP反相放大电路图
五、 测试结果
1.最小不失真负载为29Ω。
2.最大不失真电压21V。
六、 实验总结
1.刚开始测试时有一干扰信号为3V左右、 1.3MHZ的高频信号, 首先考虑了滤波, 因为有源滤波比较麻烦, 先用无源低通滤波, 焊接好电路再测试, 发现干扰信号还在, 但已经衰减了四分之三左右, 后来考虑电源的波动影响, 在正负电源端各加了一个104的瓷片滤波电容, 再度测试高频干扰消失, 为了不影响输出的频宽, 把低通滤波电路去掉。( 电路如图４)

图４　电源加滤波电容
2.测试时发现有些电源接负载( 即运放) 时+12V端电压会变为零, 以后测试时要多注意电源的好坏, 这是测试的首要条件。