集成运算放大器应用(一)

1、实验报告课程名称：电工电子学实验 指导老师： 成绩： 实验名称：集成运算放大器应用（一）模拟信号运算电路 实验类型： 同组学生姓名： 一、 实验目的和要求：1、 了解集成运算放大器的基本使用方法和三种输入方式。2、 掌握集成运算放大器构成的比例、加法、减法、积分等运算电路。二、 实验设备：1、 电子试验箱2、 实验班及元器件（集成运放A741和LM324的外引线排列如图12-6所示）。3、 直流稳压电源4、 万用表 三、 实验原理图和实际电路图：原理图：1、同相输入比例运算图12-7图12-12、 加法运算图12-20图12-33、 减法运算图12-44、 积分运算图12-5四、 实验须知：1

2、 理解集成运放的电压传输特性。集成运放的电压传输特性是指开环时输出电压与输入电压的关系曲线，即u0=f(ui)。它有一个线性区和两个饱和区。2 搞清集成运放基本运算电路的输入输出关系。在线性区工作时，即Ui-<ui<Ui+，输出电压u0与两输入端之间的电压ui呈线性关系。在饱和区工作时，输出电压u0=U0+（当ui>Ui+时）或u0=U0-（当ui<Ui-）时，这里U0+和U0-分别为输出正饱和电压和负饱和电压，其绝对值分别略低于正、负电源电压。3 思考并回答问题：由集成运放构成的比例、加法、积分等运算电路，随着输入电压或时间的增大，电路的输出电压会无限增大吗，为什么？

3、不会。运放的输入输出电压的线性关系只是在某一个电压范围才有效，超过这个范围就不是线性关系了。而且输入输出电压的幅度都有限制。4 在图12-3所示电路中，设ui=-1V-5V范围变化，要求u0=010V范围变化，则（R1+Rp1）和（R2+Rp2）的阻值约为多少?R1+Rp1=150kR2+Rp2=25k五、实验步骤：在实验中，各实验电路的输入电压均为直流电压，并要求大小和极性可调。因此在实验箱中安放了电位器，并与由集成运算放大器构成的电压跟随器连接，如图12-7所示。当在电位器两端分别加+5V和-5V电源电压时，调节电位器就可以在集成运算放大器构成的跟随器的输出端得到稳定而可调的正、负直流电压

4、，此类电压即作为各实验电路的输入电压。1、 同相输入比例运算按图12-1接线，输入端加直流电压信号Ui,适当改变Ui，分别测量相应的U0值，记入表12-1中，并计算U0/Ui(要求测得的U0值有大有小，有正有负，并使大部分数据在线性区，小部分在饱和区)。表12-1Ui/V-1.5 -1.03 -0.5 -0.2 0.00 0.2 0.5 1 1.5U0/V-14.65 -11.32 -5.61 -2.30 0.03 2.15 5.64 10.91 13.40U0/Ui9.77 10.99 11.22 11.5 10.75 11.28 10.91 8.932、 加法运算1) 按图12-2电路接线

5、，适当调节输入直流信号Ui1和Ui2的大小和极性，测出U0，记入表12-2.Ui1/V-1.5 -1.0 -0.5 -0.2 0 0.2 0.5 1.0 1.5Ui2/V0.2U0/V13.11 8.70 3.84 0.22 -1.95 -4.02 -7.17 -12.06 -14.63 2) 按图12-3电路接线，设ui=-1-5V范围变化，完成电路调整，即要求：Ui=-1V时，U0=0V；Ui=-5V时，U0=10V。然后调节Ui（在-1-5V之间），完成表12-3的测量。Ui/V-1 -5U0/V0 103、 减法运算按图12-4电路完成减法运算，并将结果记入表12-4Ui1/V-1.5

6、 -1.0 -0.5 -0.2 0 0.2 0.5 1.0 1.5Ui2/V0.2U0/V13.40 11.93 7.10 3.96 2.01 -0.56 -4.62 -8.28 -13.454、 积分运算按图12-5电路连接（注意：电路中的电容C是有极性的电解电容，当Ui为负值时，U0为正值，电容C的正极应接至输出端；如Ui为正值时，则接法相反）。将Ui预先调到-0.5V，开关S合上（可用导线短接）时，电容短接，保证电容器无初始电压，U0=0。当开关S断开时开始计时，每隔5秒钟读一次U0，记入表12-5，知道U0>=5V为止。表12-5（Ui=-0.5V）T/s0 10 20 30 40 50 60 U0/V0 1.04 1.99 2.86 3.74 4.54 5.10六、实验拓展：比例运算电路加法运算电路加法定标电路减法运算电路积分运算电路七、实验总结1、画出各实验电路图并整理相应的实验数据及结果。2、总结集成运算放大器的各种运算功能。 同相输入比例运算、加法运算、减法运算、积分运算、微分运算3、总结输入电压大小对运放电路工作状态（线性工作状态和非线性工作状态）的影响。 如果是开环作比较，只要不超过电源电压即可。如果是闭环作放大，放大后的电压不大于电源电压即可，否则会饱和，造成吃波开的现象八、实验心得体会：1、因为理论课尚未对此内容进行介绍，故在预