单元四运算放大器实习1OPA之输入输出阻抗理想OPA五大特性.DOC

4 電子學實習 單元四 運算放大器 4 - PAGE 15 4 - PAGE 1 單元四 運算放大器 實習4-1：OPA之輸入輸出阻抗 理想OPA五大特性： 1. 輸入阻抗無限大( Rin=∞ ) 2. 輸出阻抗為零( Rout=0 ) 3. 增益無限大( Gain=∞ ) 4. 頻寬無限大( BW=∞ ) 5. 共模拒斥比無限大( CMRR=∞ ) 反相放大器Rin=R1，Rout=0 圖4-4 反相放大器輸出阻抗測試圖 非反相放大器Rin=∞，Rout=0 圖4-6 非反向放大器輸出阻抗測試圖  放大器輸入阻抗之測試： ( 4-1 ) 調整RX，使VB=1/2 VA，則RX=Rin，移出RX測量，即為輸入阻抗。 若Rin很大，調整RX無法使VB=1/2 VA，則任意RX，將測試值代入( 4-1)式。 圖4-1 測量輸入阻抗的等效電路 放大器輸出阻抗之測試： 測試放大器無載下之輸出電壓VA，VA=VO。 負載電阻RX接上，測得輸出電壓VB ( 4-2 ) 調整RX，使VB=1/2 VA，則RX等於RO (a) 未加RX電阻前 (b) 加入RX電阻後 圖4-2 測量輸出阻抗的等效電路  工作一：反相放大器輸入阻抗測量 (1) VA為峰值(AMPL)1Volt，1 kHz之交流電壓，峰對峰值2 Volt。 (2) 調整RX，使VB為VA電壓之半。RX移開測電阻值，計算輸入阻抗。 (3) 變化R1和R2值，重覆上步驟。 若VB無法降至1 V，仍可按公式計算(R1=470kΩ，R2=1MΩ狀況)。 圖4-3 反相放大器輸入阻抗測試圖 工作二：反相放大器輸出阻抗測量 (1) 加峰值1 V，1 kHz之交流電壓。 (2) 不接RX，VO=VA。 (3) RX接上，VO=VB，調整RX，使VB=1/2 VA或整數值。 (4) 移開Rx，測電阻值，計算其輸出阻抗，與理論值相比較。 (5) 變化和值，重作上述步驟。 圖4-4 反相放大器輸出阻抗測試圖  工作三：非反相放大器輸入阻抗測量 (1) VA=峰值1V，1kHz交流電壓，峰對峰值2V。 (2) 調整，使=1/2 。 (3) RX移開，測電阻值，並計算輸入阻抗，與理論值相比較。 (4) 變化R1和R2值，重作上述步驟。 圖4-5 非反相放大器輸入阻抗測試圖 工作四：非反相放大器輸出阻抗測量 (1) 加峰值1V，1kHz之交流電壓。 (2) 不接RX，VO=VA。 (3) RX接上，VO=VB，調整RX，使VB=1/2 VA。 (4) 移開RX，測電阻值，並計算輸出電阻，與理論值相比較。 (5) 變化R1和R2值，重作上述步驟。 圖4-6 非反向放大器輸出阻抗測試圖 三. 結果數據 表4-1 反相放大器輸入阻抗 R1 ( ? ) R2 ( ? ) VA (峰對峰值) VB (峰對峰值) RX RIN (理想值) 1k 10k 2 1 RX(接近理想RIN) 1k 4.7k 10k 2 1 RX 4.7k 10k 20k 2 1 RX 10k 100k 1M 2 ? ? 100k 470k 1M 2 將VB、RX代入公式 470k 表4-2 反向放大器輸出阻抗 R1 ( ? ) R2 ( ? ) VA (峰對峰值) VB (峰對峰值) RX RO (理想值) 1k 10k 20V 10 V RX 0 1k 4.7k 9.4V 4.7 V 數十?~100? 0 100 470 9.4V 4.7 V 0 10k 100k 20V 10 V 0 100 100 2V 1 V 0 表4-3 非反相放大器輸入阻抗 R1 ( ? ) R2 ( ? ) VA (峰對峰值) VB (峰對峰值) RX RIN (理想值) 1k 10k 2 V 1 V 數百k? ? 4.7k 10k 2 V 1 V 700~900k? ? 10k 20k 2 V 1 V ? 100k 1M 2 V 1 V ? 1M 1M 2 V 1 V ? 表4-4非反向放大器輸出阻抗 R1 ( ? ) R2 ( ? ) VA (峰對峰值) VB (峰對峰值) RX RO (理想值) 1k 10k 22 V 11 RX(數十?~100?) 0 1k 4.7k 11.4 V 5.7 0 100 470 11.4 V 5.7 0 10k 100k 22 V 11 0 100 100 4 V 2 0  實習4-2：OPA之非反相﹑反相特性 一. 相關原理 (a)非反相放大器 (b)反相放大器 圖4-7 非反相與反相放大器電路 非反相放大器電路： ( 4-3 ) 反相放大器電路： ( 4-4 ) 二. 實習步驟 (1)