3集成运算放大器的基本运算电路

GDOU-B-11-112广东海洋大学学生实验报告书（学生用表)实验名称集成运算放大器的基本运算电路课程名称电工学课程号学院(系)专业班级学生姓名学号实验地点实验日期一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。1、理想运算放大器特性理想运放就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。开环电压增益Aud=∞输入阻抗ri=∞输出阻抗ro=0带宽fBW=∞失调与漂移均为零等。2、理想运放在线性应用时的两个重要特性（1）输出电压UO与输入电压之间满足关系式UO＝Aud（U+－U－）由于Aud=∞，而UO为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。（2）由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB＝0，称为“虚断”。上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。3、基本运算电路1)反相比例运算电路电路如图6－1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻图6－1反相比例运算电路2)同相比例运算电路图6－2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为图6－2同相比例运算电路图6－3电压跟随器当R1→∞时，UO＝Ui，即得到如图6－3所示的电压跟随器。图中R2＝RF，用以减小漂移和起保护作用。一般RF取10KΩ，RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。三、实验设备与器件序号名称型号与规格数量备注1直流电源＋12V1DZX-32函数信号发生器1DZX-33交流毫伏表1DZX-34直流电压表1DZX-35集成运算放大器μA74116电阻器、电容器若干若干四、实验内容 1、反相比例运算电路按图6—1连接实验电路，调节两直流电源使其输出电压为12V后，接入电路，输入预先调节好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信号，用交流表测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记入表1。表1反相比例运算电路实验数据表（Ui＝0.1V，f＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形电压放大倍数AV0.50-5.17实测值计算值10.34102、同相比例运算电路按图6—2连接实验电路，按内容1接入±12V电源，输入预先调节好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信号，用交流表测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，将结果记入表2。表2同相比例运算电路实验数据表（Ui＝0.1Vf＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形电压放大倍数AV0.535.92实测值计算值11.17113、电压跟随器按图6—3连接实验电路，接通±12V电源，输入预先调节好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信号，用交流表测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，将结果记入表3。表3电压跟随器实验数据表（Ui＝0.1Vf＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形电压放大倍数AV0.510.51实测值11五、实验注意事项1、熟悉集成运算放大器μA741各管脚的位置。切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。2、实验时所选用的直流信号幅度一定要小于0.5V。3、在积分运算电路中，如果等到UO已经开始增大后想重新测量，必须先要给电容放电。放电的方法是在电容器两端直接并联一个10电阻，只要短暂并联即可。4、在积分运算电路中，如果输出电压UO变化太快，请尝试换一个电容值大一些的电容。六、思考题1、在积分运算电路中，为什么输出电压UO增大到10.3V（各组的测量值略有差异）后，不再增大？2、在积分运算电路中，如果输出电压UO变化太快，怎么办？3、为什么在反相加法运算电路和减法运算电路中输入信号采用小于0.5V的直流信号，大一些行吗？七、实验报告要求1、整理并计算实验数据，完成各表中的计算。2、将上面各表中的理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。