大家好 
欢迎来到 TI Precision Labs 
德州仪器高精度实验室的 
运放带宽实验环节 
这个实验会包括计算 
SPICE 仿真和实际的测试 
这些环节会帮助大家 
对视频中的概念加深理解 
本次实验的计算过程是手工计算的 
但也可以使用 MathCAD 或者 Excel 等等工具 
因为实验中的 SPICE 模型 
是德州仪器提供的通用的运放 SPICE 模型 
所以仿真环节可以使用任何 SPICE 的仿真器 
用 TINA-TI 来实现这些仿真是最方便的 
TINA 是一个免费的 SPICE 仿真器 
可以从 TI 的网站上下载 
TINA 的仿真原理图会附在本次课程后 
最后真实的测试会使用 TI 提供的 PCB 板 
如果您有标准的实验设备 
可以用示波器 波形发生器 波特仪 
和正负 15 伏的电源来进行测试 
我们推荐使用国家仪器的虚拟仪器 
这套虚拟仪器是一套多功能集成设备 
可以通过 USB 或者 wifi 与电脑连接 
这台仪器提供电源 信号发生器 
示波器和五位半的数字万用表 
方便进行精确的测试 
本章实验中使用的就是这套虚拟仪器 
首先我们根据带宽课程中所学到的 
计算这里所展示电路的闭环带宽和直流增益 
运放的参数在下一页中给出 
电路选用 OPA171 
为了完成计算 
您要了解运放的增益带宽积和压摆率 
表中给出了这些参数 
将答案填到中间的表格中 
并仿真出电路的交流传递函数 
我们在这里给出了答案 
方便您进行验证 
接下来进行 AC 传递函数的 SPICE 仿真分析 
这可以让我们观察运放的闭环带宽和直流增益 
所需的 TINA-TI 仿真软件已经附上 
我们点击 Analysis 转到 AC Analysis 
转到 AC Transfer Characteristic 进行仿真 
仿真频率从 10k 赫兹到十兆赫兹 
您可以看到一个类似这样的仿真结果 
打开光标 测量直流增益 
或者是最小频率的增益 
结果是 26dB 也就是 20V/V 
接着查找 -3dB 的频率点 
即增益为 23dB 的频率点 159kHz 
在设置 PCB 前 
请确保关闭直流电源 
在软件中点击直流电源区的电源键来关闭电源 
可以通过观察前面板的 led 来确认电源是否关闭 
另外请确保函数发生器也是关闭的 
为了准备测试用的测试板 
按图所示的安装电路二的跳针和器件 
装上 JMP6 JMP7 JMP8 
并且在 U2 上装上 OPA171 
现在我们开始通过实际测试 
来验证我们的计算和仿真 
这一页展示的是德州仪器高精度实验室测试板上 
电路二的原理图 
您可以使用这个电路来测试 OPA171 的带宽 
为了让测试板正常工作 
您可以只安装电路二的跳针和器件 
不能安装 PCB 上的其它电路里的跳针和器件 
去掉不相关电路上的跳针和器件 
并且把它们存放在板子底部的存放区 
本页介绍的是测试板和仪器的连接关系 
用电源线连接仪器的直流电源 
和测试板的 J4 连接器 
将测试板的 Vin1 连接到仪器的示波器通路 1 
并将 Vin2 连接到仪器的 FGEN 
将测试板的输出 Vout1 连接到示波器的通路 2 
这个实验需要额外的波特分析软件 
安装这个软件 
然后点击 Start 转到 All Programs 
转到 Bode Analyzer 
转到 Bode Analyzer 
来运行这个软件 
在配置面板上 
设定电源为正负 15V 限流 0.1A 
点击绿色按钮 打开电源 
将扫描的开始频率设定为 10kHz 
截止频率为十兆赫兹 
设定平均点数为十 
每十倍频的点数为 20 
点击 Start 开始波特图分析 
您应该会得到一个类似这样的结果 
我们使用光标 
拖动光标到最大值处来测量 -3dB 的频率 
或者 23dB 的频率点 
在这个测试中记下频率点 159kHz 
我们比较仿真结果和测试结果 
再和计算的结果进行比较 
三个结果的一致性应该比较好 
虽然会存在比较小的差异 
以上就是本节实验的内容 
非常感谢您的观看