现电INo集成运算放大器的基本应用实验

1、+12V工作在饱和区和截止区工作在饱和区和截止区线圈参数：线圈参数：功耗：功耗：0.2W额定电压：额定电压：12V型号极性PCM(W)ICM(mA) BV(CEO)V fT(MHZ) hFE 9012PNP0.62550040- 64 202 9014NPN0.62510050- 60 1000 8050NPN11.5A2519085 300 8550PNP11.5A2520060 300 一、预习要求一、预习要求二、实验目的二、实验目的三、实验原理三、实验原理四、实验内容四、实验内容五、报告要求五、报告要求实验二实验二 集成运算放大器的基本应用集成运算放大器的基本应用一、预习要求一、预习要求

2、1、复习集成运放线性应用及基本运算电路复习集成运放线性应用及基本运算电路构构成，根据实验内容要求画出电路，选择元成，根据实验内容要求画出电路，选择元件参数，件参数，并计算并计算各电路输出电压理论值及各电路输出电压理论值及有关参数。有关参数。2、在积分电路中，若、在积分电路中，若R1=100K，C=4.7F，求，求时间常数时间常数=？。若？。若UI=0.5V，问要使，问要使U0=5V时，需多长时间，设时，需多长时间，设UC（0）=0。l 实验电路故障诊断与处理？实验电路故障诊断与处理？ 连线通连线通电路对电路对器件好器件好正常！正常！ 信号寻迹故障排查方法？信号寻迹故障排查方法？ 部件替换法部件

3、替换法二、实验目的二、实验目的1、掌握运放基本应用及电路、掌握运放基本应用及电路设计方法设计方法；2、掌握运算放大器基本应用电路调试、掌握运算放大器基本应用电路调试及其参数及其参数测试方法测试方法。3、了解运算放大器工程实践应用。、了解运算放大器工程实践应用。4、信号合成、干扰对消问题讨论！信号合成、干扰对消问题讨论！ 三、实验原理三、实验原理集成运放具有高增益、高输入阻抗特点。集成运放具有高增益、高输入阻抗特点。若在其输出与输入端加上负反馈网络，则可实若在其输出与输入端加上负反馈网络，则可实现不同现不同运算功能运算功能的电路。的电路。如如反馈网络为线性电路时反馈网络为线性电路时，运放可实现比

4、运放可实现比例、加法、减法、微分和积分等功能。例、加法、减法、微分和积分等功能。如反馈如反馈网络为非线性电路时，运放则可实现对数、乘网络为非线性电路时，运放则可实现对数、乘和除等功能。和除等功能。 为提高运放精度，必须克服输入失调电压为提高运放精度，必须克服输入失调电压和电流的影响。和电流的影响。调节零点和相位补偿，即调节零点和相位补偿，即“调调零零”和和“消振消振”，是工程应用中必须注意的两是工程应用中必须注意的两个重要问题。个重要问题。 脚为调零端。脚为调零端。 脚为反相输入脚为反相输入IN 脚为同相输入脚为同相输入IN 脚为负电源脚为负电源V-（-12V） 脚为输出脚为输出OUT 脚为正

5、电源脚为正电源V+（+12V） 脚空（脚空（NC）通用集成运放通用集成运放A741 引脚作用引脚作用线性应用时，运放要工作在线性区域线性应用时，运放要工作在线性区域（输入信号不能太大），且加负反馈。（输入信号不能太大），且加负反馈。运算放大器实验板运算放大器实验板12V+12VGNDGND实验电路连接于调零：实验电路连接于调零： 按图连接实验电路，接按图连接实验电路，接通通12V电源，输入端对电源，输入端对地短路。用万用表直流档地短路。用万用表直流档测量输出电压测量输出电压Uo，调节，调节RP1，使使Uo0，以下各项操作应，以下各项操作应保持保持RP1不变。不变。 要求不高时、可不调零！要求不

6、高时、可不调零！实验前要看清运放管脚位置；实验前要看清运放管脚位置；切忌切忌正、负正、负电电源极性接反源极性接反和和输出端短路输出端短路，否则损坏器件。，否则损坏器件。四、实验内容四、实验内容1、反相比例运算电路、反相比例运算电路输入输入f1kHz，Ui0.5V（VP-P=1V）正弦正弦信号，用示波器（信号，用示波器（或交流毫伏表或交流毫伏表）测量）测量Uo，用，用示波器观察示波器观察Uo和和Ui相位关系、记录波形图。相位关系、记录波形图。如如Ui1.5V，观察，观察Uo波形，并记录波形。波形，并记录波形。Ui(V) U0(V)AV实测值实测值计算值计算值计算电压放大倍数，并与理论计算电压放大

7、倍数，并与理论值进行比较、说明输入和输出信值进行比较、说明输入和输出信号相位关系。号相位关系。 分析当分析当Ui1.5V，输出波形出现的原因。输出波形出现的原因。1FoiRUUR Ui(V)U0(V)AV实测值实测值计算值计算值 2、同相比例运算电路、同相比例运算电路输入输入f1kHz，Ui0.5V（VP-P=1V）正弦正弦信号，用示波器（信号，用示波器（或交流毫伏表或交流毫伏表）测量）测量Uo，用，用示波器观察示波器观察Uo和和Ui相位关系、记录波形图。相位关系、记录波形图。如如Ui1.5V，观察，观察Uo波形，并记录波形，并记录波形。波形。11FoiRUUR计算电压放大倍数，并与理论计算电

8、压放大倍数，并与理论值进行比较、说明输入和输出信值进行比较、说明输入和输出信号相位关系。号相位关系。 分析当分析当Ui1.5V，输出波形出现的原因。输出波形出现的原因。3、 积分运算电路积分运算电路 Vi输入频率为输入频率为100Hz幅值为幅值为1V（VP-P2V）的正弦波信号，用示波器观察和比较）的正弦波信号，用示波器观察和比较Vi与与V0的幅值大小及相位关系，并记录波形。的幅值大小及相位关系，并记录波形。分析是否符合积分关系。分析是否符合积分关系。若去掉若去掉100k反馈电反馈电阻，波形有何变化。阻，波形有何变化。0011( )()toiOtUU t dtUtR C 。实用电路中为防止低频

9、信号实用电路中为防止低频信号增益过大，往往在积分电容两边增益过大，往往在积分电容两边并联一个电阻并联一个电阻Rf，它可以减少运，它可以减少运放的直流偏移，但也会影响积分放的直流偏移，但也会影响积分的线性关系，一般取的线性关系，一般取RfR1。 输入频率输入频率500Hz ，幅值为幅值为1V（VP-P2V）的的方波信号方波信号。令令t=0时，时，Uo=0V（或（或UC（0）=0V）。计算。计算t=0.5ms、1ms、1.5ms时对应的时对应的Uo值，并画出对值，并画出对应的应的Uo波形。波形。用双踪示波器观用双踪示波器观察并记录察并记录Uo的波形。的波形。注意相位和幅度，注意相位和幅度，将计算值

10、画出的波形将计算值画出的波形与实测的与实测的Uo波形对比波形对比是否一致，为什么？是否一致，为什么？4、微分运算电路、微分运算电路dttdURCtUiO)()(微分电路要稳定工微分电路要稳定工作，通常需在输入端串作，通常需在输入端串联一个小电阻联一个小电阻R2，以限，以限制输入电流和高频增益，制输入电流和高频增益，消除自激。消除自激。 输入正弦波信号，输入正弦波信号，f=160Hz有效值为有效值为1V，用，用示波器观察示波器观察Vi与与Vo波形并测量输出电压。波形并测量输出电压。不接不接R2R2 改变正弦波频率改变正弦波频率(20Hz400Hz)，观察，观察Vi与与Vo的相位、幅值变化情况并记

11、录。的相位、幅值变化情况并记录。不接不接R2R2 i(t)mo(t)muU sin t uUcos tRC若， 输入输入f=200Hz，V=200mV（VP-P400mV）的）的方波信号，调节微分电容左端接入的电位器，观察方波信号，调节微分电容左端接入的电位器，观察Vi与与VO幅值及波形的变化情况并记录（幅值及波形的变化情况并记录（观察接入电阻大观察接入电阻大小对微分结果的影响小对微分结果的影响）。）。 输入频率输入频率200Hz、幅度、幅度200mV（VP-P400mV）的方波信号，在微分电容左端接入的方波信号，在微分电容左端接入400左右的电阻左右的电阻（通过调节通过调节10K电位器得到电

12、位器得到），用示波器观察），用示波器观察Vo波形；波形；改变正弦波频率改变正弦波频率(20Hz400Hz)，观察，观察Vi与与Vo的相位、的相位、幅值变化情况并记录。幅值变化情况并记录。 五、报告要求五、报告要求1、根据实验内容要求画出电路，选择元件参数，根据实验内容要求画出电路，选择元件参数，并计算各电路输出电压理论值，把实测值与理论值并计算各电路输出电压理论值，把实测值与理论值比较，说明实验电路的功能。比较，说明实验电路的功能。2、在积分电路中，对应输入正弦信号和方波信号，在积分电路中，对应输入正弦信号和方波信号，分别画出输出电压分别画出输出电压UO的波形，分析二者的幅值和相的波形，分析二

13、者的幅值和相位是否符合积分关系，并从理论上说明为什么。总位是否符合积分关系，并从理论上说明为什么。总结积分电路特点。结积分电路特点。3、对微分电路中，要求与积分电路相同。对微分电路中，要求与积分电路相同。4、总结、讨论集成运算放大器的实际工程应用。总结、讨论集成运算放大器的实际工程应用。运算放大器实验板运算放大器实验板123U12TL431ILPR 475.1KR 461K+5VC 310uFR 48100KR 49100KR 51100KR EF2.5R 52100KR 53100KR 54100KR 55100KR 562KPt100123JP1Pt100R 58100C 447uFR 5920KR 6050KR 6150KR 6220KC 50.1uFR 6310KR 6410KC 610uFC 70.1uFR 66R es2+5VPA01321V+4V-11U11ALM 324AD7562U11BLM 324AD91083U11CLM 324AD14