实验10：集成运算放大电路的应用设DLI.ppt

模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验 华南理工大学 吕念玲 主编 甘伟明 刘凤军 参编及课件制作 机械工业出版社 出版 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 实验目的 加深对集成运算放大器的工作原理和基本特性的 理解。 熟悉集成运算放大器在模拟运算方面的应用。 掌握集成运算电路的设计方法和调试技巧，学习 电路故障的排除方法。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 设计任务1 1设计题一 用集成运算放大器设计一电路,实现vo=3vi1-2vi2 （vi1、2vi2是交流信号）的运算功能。 指标要求: Rif100k。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 设计任务2 2设计题二： 用集成运算放大器设计一交流放大电路。在负 载RL=2k的条件下，满足以下指标要求： （1）Av=1000； （2）输入电阻Ri20K； （3）工作频率50Hz10kHz。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 电路方案设计 1、阅读LM324或741的技术资料，熟悉其基 本应用电路； 2、确定使用多少级放大电路及其放大类型， 绘制原理框图。 3、单元电路设计，参数计算和元件选择。先 设计直流部分（包括偏置电路的设计），再 设计交流部分（包括输入电阻和反馈支路的 设计等）。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 实验指南 分析条件与需求分析条件与需求 静态工作点测试静态工作点测试 整机动态功能测试整机动态功能测试 确定电路形式与参数确定电路形式与参数 单级动态功能测试单级动态功能测试 整机性能测试整机性能测试 电路微调与电路确定电路微调与电路确定 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 设计题一提示 （1）由于输入信号是交流信号，所以给运放集成电路的供 电方式采用单、双电源供电均可。当采用单电源供电时，输 入、输出端都必须加隔直电容，并注意直流偏置电路的设 计；当采用双电源供电时，同相输入端必须接阻值合适的电 阻到地，以获得运放同相输入端和反相输入端静态平衡。 单电源供电模式双电源供电模式 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 设计题一提示 （2）电路形式可采用单运放的差动输入减法电路或 双运放的反相求和电路。 （3）vi1和vi2是同频同相的两个输入信号，可由分 压电路获得。例如： 分压电路 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 设计任务1 1设计题一 用集成运算放大器设计一电路,实现vo=3vi1-2vi2 （vi1、2vi2是交流信号）的运算功能。 指标要求: Rif100k。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 Vi1 Vi2 理论 Vopp 实测Vopp 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 741的内部管脚图 管脚排布 1 空载 2 反相输入端 3 同相输入端 4 -15V 5 空载 6 输出 7 +15V 不要接反！ 8 空载 连接：先用连线引出至接线孔，再插电阻。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 输入信号ui的获得： 交流信号从函数信号发生器获得，注意函数信号发生器 输出的是峰峰值，为有效值的2.828倍，为幅值的2倍。 直流信号分别从实验箱左下部的两个可调的直流信号源 获得。注意调节信号大小时要接上运放并反复调节至两 个信号均为要求的值，再测输出信号。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 uA741 在没有元器件的位置插电阻 接15V直流电源 IC座 直流信 号源 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 电阻的测量 测量电阻时,可用万用表的欧姆档 进行测量 将万用表的两指针接在电阻两端,直接读取示数. 若示数为00.00,并不断跳到,即电阻阻值超过量 程,应选用更大量程测量 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 设计题二提示 （1）该题对放大倍数的要求较高，由于反相输入 放大电路的放大倍数一般在0.1100之间，同相输 入放大电路在1100之间，为了达到放大倍数的要 求，该电路至少由两级放大电路组成。 （2）在选择集成运算放大器时，第一级是小信号 放大，考虑满足其频带宽度即可，第二级输入信号 幅度较大，除考虑其频带宽度外，还要考虑其转换 速率。 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 用信号发生器 产生1000HZ,的 正弦信号 函数发生器的使用 用信号发生器 产生2V的正弦 信号 正弦 信号 输出 信号 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 uiuo1uo2AU=UO2/UI 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 实验内容 1. 运放在静态情况下，测出LM324 VO、V+、V- 的直流电压。 令Vi1=Vi2=0, 即无交流输入 V- VO V+ V+V-Vo 或 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 3.反相加法运算电路 反相加法运算电路设计要求 uo=-(2ui1+5ui2 ) 反馈电阻Rf为100千欧 其输入输出关系为: uo=(ui1Rf/R1+ui2Rf/R2)ui 画出相应电路图,标注元件参数 输入ui测量uo 完成测量内容 表-2 100k 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 反相加法运算电路测量内容： ui1(V)0.5-1 ui2(V)0.50.5 u0(V)测量值 u0(V)理论值 表-2 uo= -(2ui1+5ui2 ) 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 2.验证运算关系：(Vo= 3Vi1- 2Vi2） Vi1 Vi2 理论 Vopp 实测Vopp 输入、输出波形 2Vpp 1Vpp 1Vpp2Vpp 两输入信号对调 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 、研究变化关系 把减法电路变成比例放大电路，（把其中一个输入端接地）。 输入端接地输入端接地 电源关 系 频率关 系 负载关 系Vcc VoppfVoppRL Vopp 61K300 910K1K 1250K 模拟电路单元及系统实验实验十:集成运算放大电路的应用设计 华南理工大学电工电子教学实验中心华南理工大学电工电子教学实验中心 制作制作 调节方法 改变电源电压为6V（9V、12V），逐渐增大输入电压，使输出电压波形出 现最大不失真。 改变输入信号频率为1K(10K、50K)，逐渐