电子技术实验报告—实验8集成运算放大器的运用——运算器

1、电子技术实验报告实 验 名 称：集成运算放大器的运用运算器系 别：班 号：实验者姓名：学 号：实 验 日 期：实验报告完成日期：目录一、实验目的3二、实验原理31. 反相放大器32. 同相放大器33. 电压跟随器44. 反向加法器45. 减法器56. 积分器5三、实验仪器6四、实验内容61. 反相放大器62. 同相放大器83. 加法器94. 减法器115. 积分器12五、实验小结13一、实验目的1. 熟悉集成运算放大器的性能和使用方法；2. 掌握集成运放的构成基本的模拟信号运算电路。二、实验原理集成运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的直流放大器。若外加反馈网络，便可实现各种不同的电

2、路功能。例如，施加线性负反馈网络，可以实现放大功能，以及加、减、微分、积分等模拟运算功能；施加非线性负反馈网络，可以实现乘、除、对数等模拟运算功能以及其他非线性变换功能。1. 反相放大器电路如图2所示，信号由反相端输入。在理想的条件下，反相放大器的闭环电压增益为：AVF=VOVi=-RFR1由上式可知，闭环电压增益的大小，完全取决于电阻的比值RF/R1，电阻值的误差将是测量误差的主要来源。当取RF=R1,则放大器的输出电压等于输入电压的负值，即：VO=-RFR1Vi=-Vi此时反相放大器起反相跟随器作用。2. 同相放大器电路如图3所示，信号由同相端输入，在理想的条件下，同相放大器的闭环电压增益

3、为：AVF=VOVi=1+RFR1图2 反相放大器图3 同相放大器3. 电压跟随器电路如图4所示，它是在同相放大器的基础上，当R1趋于无穷时，AVF趋于1，同相放大器就转变为电压跟随器。它是百分之百电压串联负反馈电路，具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压增益接近1的特点。图4 同相跟随器原理图4. 反向加法器电路如图6所示。当反相端同时加入信号Vi1和Vi2，在理想条件下，输出电压为：VO=-RFR1Vi1+RFR2Vi2，当R1=R2时，上式简化为： VO=-RFR1Vi1+Vi2图6 反相加法器5. 减法器电路如图7所示，当反相和同相输入端分别加入Vi1和Vi2时，在理想条件下，若R1=R2，

4、RF=R3时，输出电压为：VO=RFR1Vi2-Vi1 图7 减法器6. 积分器电路如图8所示，输入（待积分）信号加到反相输入端，在理想条件下，如果电容两端的初始电压为零，则输出电压为：VOt=-1R1COT2Vitdt 当Vi(t)是幅值为Ei的阶跃电压时： VOt=-1R1CEit此时，输出电压Vo(t)随时间线性下降。当Vi(t)是峰值为ViP的矩形波时，Vo(t)的波形为三角波，输出电压的峰峰值为：VOP-P=-VipR1CT2 图8 积分器三、实验仪器1. 示波器 1台2. 函数发生器 1台3. 数字万用表 1台4. 电子学试验箱 1台5. 交流毫伏表 1台四、实验内容1. 反相放大

5、器（1）按图2搭实验电路，先测量RF=99.35K，R1=9.78K，计算AVF=VOVi=-RFR1=-10.16（2）输入直流信号电压Vi1，用数字电压表DCV档分别测量Vi和Vo记入表1，并计算电压放大倍数AVF。（3）将输入信号改为频率1kHz的正弦波，当Vip-p=1.5V时，用双踪示波器同时定量观察Vi和Vo，在同一时间坐标上画出输入、输出波形。实验中示波器观察到的波形：绘制的输入、输出波形：表1 反相放大器、同相放大器测量表直流交流ViVoAvVip-pVop-pAv反相放大器0.7133V-7.289V-10.221.55V15.7V10.13同相放大器0.7137V7.994

6、V11.201.55V17.3V11.162. 同相放大器（1）按图3搭实验电路，先测量RF=99.35K，R1=9.78K，计算AVF=VOVi=1+RFR1=11.16（2）输入直流信号电压Vi1，用数字电压表DCV档分别测量Vi和Vo记入表1，并计算电压放大倍数AVF。（3）将输入信号改为频率1kHz的正弦波，当Vip-p=1.5V时，用双踪示波器同时定量观察Vi和Vo，在同一时间坐标上画出输入、输出波形。实验中示波器观察到的波形：绘制的输入、输出波形：3. 加法器（1）根据图6电路，求出R3；并测量R1=9.895K、R2=9.777K、R3=4.731K。（2）按图搭接电路；Vi1输

7、入直流电压0.2V、Vi2输入交流电压Vi2p-p=400mV（f=1kHz）。（3）用数字表DCV、ACV分别测量VO，并用双踪示波器观察并定量画出波形VO。实验中示波器观察到的波形：绘制的输入、输出波形：表2 反相加法器、减法器测量表Vi1Vi2p-pVODCVACV反相加法器0.2V0.4V-2.112V1.457V减法器-2.005V1.388V4. 减法器（1）根据图7电路，求出R3；并测量R1=9.895K、R2=9.777K、R3=101.16K。（2）按图搭接电路；Vi1输入直流电压0.2V、Vi2输入交流电压Vi2p-p=400mV（f=1kHz）。（3）用数字表DCV、AC

8、V分别测量VO，并用双踪示波器观察并定量画出波形VO。实验中示波器观察到的波形：绘制的输入、输出波形：5. 积分器（1）按图8搭接实验电路；（2）从信号发生器输出方波信号作Vi，频率f=1kHz，用双踪示波器同时观察Vi和Vo的波形，要求Vip-p=1V。在同一时间坐标上画出输入、输出波形，并定量计下Vi、Vo和周期T，并与理论计算Vop-p进行比较。Vip-p=1.05V,T=999.9s，Vop-p=2.49V，T=1.0002ms理论计算：VOP-P=-VipR1CT2=-1.052101031010-910-32=-2.625V相对误差：E=2.49-2.6252.625100%6%实验中示波器观察到的波形绘制的输入