运放反相放大电路设计：40dB增益与T型反馈实现

本实验是北京邮电大学信通院2023年电子电路基础课程中的第六个实验，主要涉及由运算放大器构成的音频放大电路的设计、仿真以及实际测试。实验目标是让学生深入理解运算放大器电路结构的设计原理，学会如何根据具体需求计算元器件参数，并分析这些参数对电路性能的影响。 实验设备包括笔记本电脑（运行Multisim13.0和WaveForms2015软件）、AD2口袋仪器，以及常见的电容（如0.1μF和10μF）、电阻（如10kΩ、91kΩ、100kΩ等）、面包板、运放μA741和LM318（但因器件限制，仅使用μA741进行实验）等工具。实验要求电路设计遵循特定标准： 1. 避免共模抑制比的影响，实现约40dB的增益。 2. 采用±5V双电源供电。 3. 输入阻抗为10kΩ，输出负载也为10kΩ。 4. 输入和输出端需要添加隔直流通电容。 5. 所有电阻阻值不超过100kΩ，优先考虑减小静态功耗。 6. 电路需具有20Hz至20kHz的宽频带。 实验的核心内容包括： - 电路设计采用反相输入方式，因为简单的反相放大电路会导致增益过高（1MΩ），不符合要求。因此，选择T型反馈电路结构（图1-2），以控制增益并满足阻值限制。 - 通过计算确定R2（选为100kΩ）、R3（91kΩ）和R5（10kΩ）的值，同时确保R3和R4相等。这样做的目的是为了平衡静态功耗和运放输入端的直流匹配电阻，同时保持40dB的增益。 - 实验过程中还涉及到电路仿真和实际测量，通过Multisim13.0进行电路设计和模拟，用WaveForms2015进行测试，验证电路性能是否符合设计要求。 这个实验不仅锻炼了学生的电路设计能力，还强调了理论知识在实际应用中的实践操作，以及如何通过参数调整优化电路性能。参与者将学到运放工作原理、反馈机制、电路阻抗匹配等相关知识，对音频放大电路有更深入的理解。