实验四 由运放器构成的音频放大电路设计、仿真、测试报告 实验目的： 学习掌握运算放大电路结构的设计、依据需求计算确定元器件参数值的方法， 分析器件参数对整体电路性能的影响。 实验设备及器件： 笔记本电脑（软件环境：Multisim13.0、WaveForms2015） AD2 口袋仪器 设计要求： （1）电路设计应避免运放共模抑制比的影响，增益为 40dB 左右； （2）±5V 双电源供电； 电容：0.1μF、10μF 等 电阻：10Ω、91Ω、100Ω等 面包板、运放μA741、LM318、连接线等 （3）输入阻抗 10Ω；输出负载为 10Ω； （5）所有电阻的阻值不超过 100Ω（考虑到减小静态功耗，在满足参数要求的 （4）输入、输出端加隔直流电容（设计中计算所得电容值就近使用满足设计要 求的标称值）； 前提下，应尽量使用较大阻值的电阻，设计中计算所得电阻值就近使用标称值）； （6）通频带要求为 20Hz—20kHz。 实验内容： 1.电路设计 （1）电路结构：根据避免运放共模抑制比的影响、增益为 40dB 左右、输入 算放大电路应采用反相输入方式。若采用反相输入基本放大电路（见图 1-1）， 阻抗为 10Ω、输入、输出端加隔直流电容、电阻阻值不超过 100Ω的要求，运 电路增益,而Ω，为达到 40dB 的增益，的阻值将达到 1MΩ， 不满足要求，因此采用 T 型反馈，电路结构见图 1-2。 

（2）R2、R3、R4、R5 的选取：基于减小静态功耗及运放输入端直流匹配电 阻的需求及增益为 40dB，有： 2R  vA  易知所有电阻中 R2 最大，将 R2 选为 100Ω。 tΩ Ω 设 R3=R4，计算 R3、R5 的阻值： 将选定的阻值带入增益公式： （公式） （公式） vA  100 vA dB  40 ( ) （计算数值） （计算数值，用 dB 表示） 7.96uF （3）电容的取值： （a）求解电容 C1 的容量（可令 C1 的容抗在 20Hz 处为的 0.1 倍）； （b）求解电容 C2 的容量（可令 C2 的容抗在 20Hz 处为的 0.1 倍）； （c）电容 C3 取值 0.1μF 即可。。 （1）使用μA741 运放器，输入信号为峰值 10mv（有效值为 7.071mv）、1kHz 7.96uF 正弦波。将仿真输入、输出信号屏幕拷贝贴于下方（图 2-1）。 2. Multisim 仿真 

图 2-1 10mv、1kHz 输入信号下的输入和输出波形 （2）使用μA741 运放，输入信号为峰值 100mv（有效值为 70.71mv）、1kHz 正弦波，将仿真输入、输出信号屏幕拷贝贴于下方（图 2-2）。 图 2-2 100mv、1kHz 输入信号下的输入和输出波形 （3）使用μA741 运放器，对放大电路进行频率特性（频率范围为 1Hz—1MHz） 仿真，将仿真特性曲线屏幕拷贝贴于下方（图 2-3）。 图 2-3 μA741 运放电路频率特性仿真结果 (4)使用 LM318 运放器，对电路进行频率特性（频率范围为 1Hz—1MHz）仿 真，将仿真特性曲线屏幕拷贝贴于下方（图 2-4）。 图 2-5 LM318 运放电路仿真的相频特性 3. 实际电路测试（使用 AD2 的网络分析功能） （1）使用μA741 运放器对电路进行频率特性（频率范围为 1Hz—1MHz）测试， 

将测试特性曲线屏幕拷贝贴于下方（图 3-1）。 图 3-1 μA741 运放电路测试的相频特性 （2）使用 LM318 运放器对电路进行频率特性（频率范围为 1Hz—5MHz）测试， 将测试特性曲线屏幕拷贝贴于下方（图 3-2）。 图 3-2 LM318 运放电路测试的相频特性 4. 计算、仿真、测试所获电路参数对比分析 表 1-1 计算、仿真与测试数据对比表μA741 理论增益（dB） 40 LM318 仿真增益（dB） 测试增益（dB） 40.08 40.19 仿真下/上限截止频率 2.359Hz/9.718kHz 测试下/上限截止频率 2.26Hz/5.54kHz 对比分析总结：增益值理论，仿真，与测试相差不大；下限截止频率仿真与 测试基本相同，上限截止频率差别较大。分析得测试环境对测试结果产生影响。