实验集成运算放大器的基本应用

实验集成运算放大器的基本应用第1页，共11页，2023年，2月20日，星期六一、预习要求1.复习集成运放线性应用及基本运算电路构成，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及有关参数。2.在积分电路中，若R1=100K，C=4.7μF，求时间常数τ=？。若UI=0.5V，问要使U0=5V时，需多长时间，设UC（0）=0。第2页，共11页，2023年，2月20日，星期六二、实验目的1.掌握运算放大器的基本应用电路的设计方法；2.掌握运算放大器基本应用电路的调试及其参数测试方法。第3页，共11页，2023年，2月20日，星期六三、实验原理

集成运算放大器是一个高增益、高输入阻抗的组件。若在其输出与输入端加上负反馈网络,则可实现不同运算功能的电路。如反馈网络为线性电路时，运算放大器则可实现：比例、加法、减法、微分和积分等功能。如反馈网络为非线性电路时，运算放大器则可实现对数、乘和除等功能。为了提高运算放大器精度，必须克服输入失调电压和电流的影响。调节零点和相位补偿，即“调零”和“消振”，是集成运放应用中必须注意的两个重要问题。第4页，共11页，2023年，2月20日，星期六四、实验内容

1.加法器反相加法运算电路如图，实现运算UO－10(UI1+UI2)选择R1、R2、R3及RF值，按表验证。(RF=100KΩ、R1=R2=10K，R3＝5.1K)UI1（V）U（V）U0计算值U0实验值0.20.50.5－0.2－0.3－0.5UI1U0RFRW100KUI2R1R2R3+12V–12V+–+∞+-第5页，共11页，2023年，2月20日，星期六

注意：运算电路UI1和UI2采用直流小信号，一般要求︱UI1+UI2︱＜1V。实验时，输入直流小信号由模拟实验箱配置直流小信号源提供，通过调整电位器获得需要直流电压小信号（－0.5V～＋0.5V）。注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区，用直流电压表测量不同组别输入电压UI1和UI2及输出电压Uo。可调直流小信号源及原理电路图第6页，共11页，2023年，2月20日，星期六2.减法器

实现减法运算

电路如图

若实现运算：

UO=10（UI2

－

UI1）

选择R1、R2、R3、RF之值。并按表验证之。

注意：要求

︱UI2-UI1︱＜1V。

(设RF=100KΩ,R1=10K)

RW100KUI2U0UI1R1R2R3+12V–12V+–+∞RF+-UI1（V）UI2（V）U0计算值U0实验值0.50.70.4－0.3－0.2－0.3第7页，共11页，2023年，2月20日，星期六3.积分运算电路实验电路如图。(1)输入正弦信号，幅度2V，f=500Hz和f=1KHz。用双踪示波器观察记录UO与Ui的波形幅度和相位，分析是否符合积分关系。RF1MΩUIU0R1R3RW100K+12V–12V+–+∞C0.1μF+-+-10K10K第8页，共11页，2023年，2月20日，星期六

(2)输入方波信号，峰峰值幅度为±2V，频率f=500Hz。令当UO=0V（或UC（0）=0V）时，t=0。计算t=0.5ms、1.5ms、2.5ms时的UO值。并画出对应的UO波形。用双踪示波器观察记录UO的波形。注意相位和幅度，将计算值画出的波形与实测的UO波形对比是否一致，为什么？UI（V）1V-1V1VUO000.51.52.50.51.52.5t/mst/ms-1V第9页，共11页，2023年，2月20日，星期六4.微分运算电路（选做)微分电路如图所示，当运算放大器的开环增益足够大时:i1(t)=Cdui(t)/dt,uo(t)=-RFiF(t)=-RFCdui(t)/dt，实现了输出电压与输入电压的微分关系。当输入电压ui(t)＝Umsinωt时，输出电压uo(t)=UmωRFCcosωt。实际电路应在C2两端并联电阻R2，在C1一端串入电阻R1，解决直流漂移、高频噪声等问题。分别输入正弦信号和三角波信号，用双踪示波器观察记录输入和输出波形，分析之间关系。第10页，共11页，2023年，2月20日，星期六五、实验报告1.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，把实验测量值与理论值比较，说明实验电路的功能。2.在积分电路中，对