实验八 集成运算放大器的运用——运算器

实验八集成运算放大器的运用运算器一实验目的1熟悉集成预算放大器的性能和使用方法；2掌握集成运放构成基本的模拟信号运算电路。二实验原理集成运算放大器是高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的直流放大器。若外加反馈电路，便可实现不同的电路功能。例如世家线性负反馈网络，可以实现放大功能，以及加减、微分、积分等模拟运算功能。本实验采用TL082型集成运算放大器。注意使用过程中，电源不能接反，输出端不能碰电源，接错会烧坏集成运算放大器。集成运算放大器的应用非常广泛。本实验仅对集成运算放大器外加线性负反馈后若干电路功能进行实验研究。1、反向放大器电路如图2所示，信号由反向端输入。理想条件下，闭环电压增益为AVFVO/VIRF/R1由上式可知，闭环电压增益完全取决于电阻的比值RF/R1、电阻值的误差是主要误差当取RFR1，则输出电压等于输入电压负值，即VORFVI/R1VI此时反相放大器其反相跟随器作用。2、同向放大器电路如图3所示，信号由同相端输入在理想条件下，同向放大器的闭环电压增益为AVFVO/VI1RF/R1TL082脚管图图2反相放大器图2反相放大器1反相加法器电路如图6所示。当反相端同时加入信号VI1和VI2时，理想条件下，输出电压为VORFVI1/R1RFVI2/R2，当R1R2时，上式简化为V0RFVI1VI2/R12减法器电路如图7所示，当反相和同向输入端分别加入VI1和VI2时，理想条件下，若R1R2，R3RF时，输出电压为V0RFVI2VI1/R1图3同相放大器图6反相加法器图7减法器3积分器电路如图8所示，输入（待积分）信号加载反相输入端，理想条件下，如果电容两端初始电压为0，则输出电压为V0T11/20（）当VI（T）是幅值为EI的阶跃电压时V0TEIT11此时，输出电压VO（T）岁时间线性下降。当VI（T）是峰值振幅为VIP的矩形波时，VO（T）的波形为三角波。如图8所示，根据上式，输出电压的峰峰值为VOPP12在实际试验电路中，通常在积分电容C的两端并接反馈电阻RF，作用是引入直流负反馈，木的是减小运放输出漂移。但是RF的存在对积分器的线性关系有影响，故不可取太小，一般以100K欧为宜。三、实验仪器1示波器一台2函数发生器一台3数字万用表一台4电子学试验箱一台5交流毫伏表一台四、实验内容1反相放大器1按图2搭接实验电路，先测量RF9793K，R19786K，计算图8积分器AVFVO/VIRF/R1RF/R19793/978610002输入直流信号电压VI1（实验箱），用数字万用表DCV档分别测量VI和VO计入表1，并计算电压放大倍数AVF。3将输入线信号改为频率为1KHZ的正弦波，当VIPP15V时，用双踪示波器同时测量观察VI和VO，在同一时间坐标上画出输入、输出波形。在测量过程中，输出端不应有削波失真或自激干扰现象，并计算AVF值。表1反相放大器、同相放大器测量表直流交流VIVOAVVIPPVOPPAV波形反相放大器0900V9065V1007169V1539053同相放大器09118V10036V1101155V16910902同相放大器1按图3搭接实验电路，测量RF9793K，R19786K，计算AVFVO/VI1RF/R111000112输入直流信号电压VI1（实验箱），用数字电压表DCV档分别测量VI和VO计入表2，并计算电压放大倍数AVF。3将输入信号改为频率1KHZ的正弦波,当VIPP15V时，用双踪示波器同时定量观察VI和VO，在同一时间坐标上画出输入、输出波形。输出端不应有削波失真或自激干扰现象，并计算AVF值。3加法器1根据图6电路，求出R3；并测量R19797K，R29786K，R34735K。2按图搭接电路；VI1输入直流电压02V、VI2输入交流电压VI2PP400MV（F1KHZ）3用数字表DCV,ACV分别测量VO,并用双踪示波器观察并定量画出输出波形V。表2反相加法器、减法器测量表VOVI1VI2PPDCVACV波形反相加法器2019406减法器02V04V26403904减法器1根据图6电路，求出R3；并测量R19776K，R29791K，R39946K。2按图搭接电路；VI1输入直流电压02V、VI2输如交流电压VI2PP400MV（F1KHZ）。3用数字表DCV、ACV分别测量VO,并用双踪示波器观察并定量画出输出波形VO。5积分器1按图8搭接实验电路2从信号发生器输出方波信号作VI，频率F1KHZ，用双线示波器同时观察VI和VO的波形。要求VIPP1V，占空比50。在同一时间坐标上画出输入、输出波形，并定量记下VI，VO和周期T，并与理论计算VOPP进行比较。VI111VVO257VT100