实验报告(双面打印)-2.6集成运算放大器的基本运算电路

PAGE第1页实验报告姓名：班级：学号：组别：实验日期：课程名称：《电子技术实验》同实验者：指导教师：成绩：————————————————————————————————————————————————————2.6集成运算放大器的基本运算电路2.6.1实验目的掌握集成运算放大器的基本运算电路的接线、和运算关系和测试方法。通过实验加深对运算放大器特性和“虚短”、“虚断”概念的理解。2.6.2实验原理集成运算放大器是一种具有高开环放大倍数、深度负反馈的直接耦合多级放大器，是模拟电子技术领域应用最广泛的集成器件。按照输入方式可分为同相、反相、差动三种接法，按照运算关系可分为比例、加法、减法、积分、微分等。利用输入方式和运算关系的组合，可接成各种运算放大器电路。反相比例运算放大器反相比例运算放大器电路是集成运放的一种最基本的接法，如图2.6.1所示。电路的输出电压与输入电压的关系式为：。图2.6.1反相比例运放电路反相加法器如果在运算放大器的反相端同时加入几个信号，接成图2.6.2的形式，就构成了能对同时加入的几个信号电压进行代数相加的运算反相加法器电路。电路的输出电压与输入电压的关系式为：。图2.6.2反相加法器电路差动运算放大电路差动输入运算放大器电路如图2.6.3所示。根据电路分析，该电路的输出电压与输入电压的关系式为：。该关系式说明了两个输入端的信号具有相减的关系，所以这种电路又称为减法器。同时，电路中同相输入电路参数与反相输入电路参数应保持对称，即同相输入端的分压电路也应该由电阻和来构成，其中，。图2.6.3差动运算放大电路积分器电路由运算放大器构成的基本积分电路如图2.6.4所示，它的基本运算关系是：当为恒定直流电压时，即，，这时输出电压是随时间作直线变化的电压，其上升（或下降）的斜率是，改变、或三个量中的任一个量都可以改变输出电压上升（或下降）的斜率。积分器的反馈元件是电容器。无信号输入时，电路处于开环状态。所以运算放大器微小的失调参数就会使得运算放大器的输出逐渐偏向正（或负）饱和状态，使得电路无法正常工作。为了减小这种积分漂移现象，实际使用时应尽量选择失调参数小的运算放大器，并在积分电容两端并联一只高阻值电阻以稳定直流工作点，构成电压反馈，限制整个积分器电路放大倍数。但不能太小，否则将影响电路积分线性关系。图2.6.4积分器电路2.6.3预习要求阅读教材中运算放大器在信号运算方面的应用等章节内容，了解实验内容的理论基础知识。阅读本实验内容和步骤，熟悉实验要求和测试方法。熟悉芯片LM324的管脚定义。2.6.4实验设备模拟电路实验箱（或电路板）；示波器；函数信号发生器；万用表；直流稳压电源；芯片LM324。2.6.5实验内容反相比例运算按图2.6.1电路连接实验线路。改变反相输入电压为、、、。测量对应输出电压（注意正负），填入表2.6.1中，计算放大倍数并与理论值比较。表2.6.1反相比例运算反相加法运算按图2.6.2连接反相加法器电路的实验线路。任取两组输入电压值、，测量对应的输出电压（注意应在内，以避免运算放大器进入饱和区），填入表2.6.2，并与理论值比较。表2.6.2反相加法运算减法运算按图2.6.3连接差动运算放大器电路的实验线路。任取两组输入电压值、，测量对应的输出电压，填入表2.6.3，并与理论值比较。表2.6.3减法运算积分运算按图2.6.4连接积分器电路的实验线路。在端分别输入幅值为1V，频率为500Hz的正弦、方波、三角波信号，将积分器电路的输入信号和输出信号接入示波器，双踪显示，观测和的波形，记录表2.6.4中。（注意两路信号在时间上的对应关系。）表2.6.4积分器输出波形2.6.6实验思考题在反相求和运算电路中，如果是幅值为1V的交流正弦电压，而为1V的直流电压，那么输出电压的波形会