集成运算放大器及简单应用

1、徐州工程学院物理实验中心 运算放大器在电路中发挥重要作用，其应用已经延伸到汽车电子、通信、消费等各个领域。随着科技的进步，集成运算放大器的功能越加强大，现已成为模拟电子技术领域中的核心器件之一。 1 1、掌握集成运算放大器的基本使用方法。、掌握集成运算放大器的基本使用方法。 2 2、设计用集成运算放大器构成反相比例器、加法器、减、设计用集成运算放大器构成反相比例器、加法器、减 法器、电压比较器等。法器、电压比较器等。 集成运算放大器是一种具有高放大倍数的放大电路器件，本实集成运算放大器是一种具有高放大倍数的放大电路器件，本实验选用的是验选用的是A741型运算放大器，管脚图和各引出端的符号如下型

2、运算放大器，管脚图和各引出端的符号如下图所示。图所示。 （1）工作电压：）工作电压： A741型运算放大器的工作电压由双电源型运算放大器的工作电压由双电源+15V和和-15V供给，供给，“7”脚接脚接+15V，“4”脚接脚接-15V。（2）调零电路：由于运算放大器内部参数不可能完全对称，导致当输入信号）调零电路：由于运算放大器内部参数不可能完全对称，导致当输入信号为零时，输出信号不为零，故设置了调零电路，由管脚为零时，输出信号不为零，故设置了调零电路，由管脚“1”、“4”“”“5”连连接电位器接电位器RP组成。组成。（3） A741型运算放大器有两个输入端，标记型运算放大器有两个输入端，标记“

3、+”“”“-”，称为双端输入。，称为双端输入。 “2”脚为反相输入端，脚为反相输入端， 即输入信号即输入信号ui从从“2”脚加入而脚加入而“3”接地时，放大电接地时，放大电路的输出电压路的输出电压uo与与ui反相；反相；“3”脚为同相端，输入信号脚为同相端，输入信号ui从从“3”脚加入而脚加入而“2”接地时，则放大电路的输出电压接地时，则放大电路的输出电压uo与与ui同相。同相。（4） A741型运算放大器只有一个输出端，即管脚型运算放大器只有一个输出端，即管脚“6”，获得输出电压，获得输出电压uo。 运算放大器的应用分为线性应用和非线性应用。运算放大器的应用分为线性应用和非线性应用。线性应用

4、指放大器本身工作在线性区域的应用，由线性应用指放大器本身工作在线性区域的应用，由于放大器具有很高的开环电压放大倍数于放大器具有很高的开环电压放大倍数ku，一般不，一般不能直接工作在开环状态，而引入负反馈电路，使放能直接工作在开环状态，而引入负反馈电路，使放大器处于闭环状态，才能稳定工作，即要通过反馈大器处于闭环状态，才能稳定工作，即要通过反馈电阻电阻RF将输出信号反馈到反相输入端，从而形成深将输出信号反馈到反相输入端，从而形成深度负反馈，以保证放大器的输出端电压与输入电压度负反馈，以保证放大器的输出端电压与输入电压形成线性关系，本实验中反相比例、加法以及减法形成线性关系，本实验中反相比例、加法

5、以及减法都是放大器的线性应用。都是放大器的线性应用。 非线性应用是指不加负反馈电路，由于放大器的非线性应用是指不加负反馈电路，由于放大器的开环电压放大倍数很高，很小的输入电压便能驱使开环电压放大倍数很高，很小的输入电压便能驱使输出电压达到饱和值，输入电压和输出电压不存在输出电压达到饱和值，输入电压和输出电压不存在线性关系，本实验中的电压比较器就是非线性应用。线性关系，本实验中的电压比较器就是非线性应用。三、实验内容三、实验内容1 1）、反相比例运算电路）、反相比例运算电路 如下图所示，在输入端介入电压如下图所示，在输入端介入电压u ui i，则输出端得到输出电压，则输出端得到输出电压u uo

6、o，有如下关系：，有如下关系：放大倍数放大倍数k k由由R RF F、R R1 1决定。决定。 oi1oi11uuuuk=FFFRRRRRR 即 2）、反相加法运算电路）、反相加法运算电路 当两个信号当两个信号ui1、ui2分分别经过别经过R1、R2同时从反相输同时从反相输入时，其输入和输出电压之入时，其输入和输出电压之间的关系为：间的关系为：当当R1=R2 =RF时，时，oiiuuu 12（+）3 3）、减法运算电路）、减法运算电路 从反相端输入电压从反相端输入电压u ui1i1，在输出端产，在输出端产生电压生电压u uo1o1；从同相端输入电压；从同相端输入电压u ui2i2，在输出端产生的电压在输出端产生的电压u uo2o2，当当R R1=1=R R2 2 =R=RF F=R=RP P时，时，oiiuuu21 图中图中uR为参考电压。当输入电压为参考电压。当输入电压ui低于参考电低于参考电压压uR时，输出电压时，输出电压uo uz，由稳压管的稳压值决，由稳压管的稳压值决定；当定；当ui高于高于uR时，时，uo = -uD，输出负电压，输出负电压，uD是是稳压管的正向导通电压。利用电压比较器可实现稳压管的正向导通电压。利用电压比较器可实现自动控制