模电实验报告集成运算放大器

1、精选优质文档-倾情为你奉上实验六 集成运算放大器的基本应用模拟运算电路一、 实验目的1、 研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法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有些问题二、 实验仪器1、 双踪示波器； 2、数字万用表； 3、信号发生器三、 实验原理在线性应用方面，可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。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U0=-RFR1Ui为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 R2=R1/RF。 R110kR29.1kU12374651RF100kUiUo 图6-

2、1 反相比例运算电路2） 反相加法电路电路如图6-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为： U0=-RFR1Ui1+RFR1Ui2 R3=R1/R2/RFR120kR26.2kU12374651RF100kUoR310kUi1Ui2 图6-2 反相加法运算电路3） 同相比例运算电路图6-3（a）是同相比例运算电路。U12374651RF100kR110kR29.1kUo U12374651RF10kR210kUoUi （a）同乡比例运算 （b）电压跟随器 图6-3 同相比例运算电路它的输出电压与输入电压之间关系为： U0=1+RFR1Ui R2=R1/RF当R1时，U0=Ui即得到如图6-3所

3、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10K, RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。4） 差动放大电路（减法器）对于图6-4所示的减法运算电路，当R1=R2,R3=RF时，有如下关系式：U0=RFR1(Ui2-Ui1) U13247651RF100kR210kUoUi2R110kR3100kUi1 图6-4 减法运算电路5） 积分运算电路 U13247651RF1MR2100kUoR1100kUiC1100nF 图6-5 积分运算电路 反相积分电路如图6-5所示，在理想化条件下，输出电压U0等于U0t=-1RC01Uidt+UC(0) 式中UC(0)是t=0

4、时刻电容C两端的电压值，即初始值。 如果Uit是幅值为E的阶跃电压，并设UC(0)=0，则U0t=-1RC01Edt=-ERCt 此时显然RC的数值越大，达到给定的U0值所需的时间就越长，改变R或C的值积分波形也不同。一般方波变换为三角波，正弦波移相。6） 微分运算电路微分电路的输出电压正比与输入电压对时间的微分，一般表达式为：U0=-RCdu1dt利用为自焚电路可实现对波形的变换，矩形波变换为尖脉冲。3247651R110kR210kUoUiC1100nF 图6-6 微分运算电路四、 实验内容及实验数据实验时切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。输入信号时先按实验所给的值调好信号源再加入运放

5、输入端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可以不用调零，以后不再说明调零情况。1、 方向比例运算电路1） 按图6-1正确连线。2） 输入f=100HZ，Ui=0.5V（峰峰值）的正弦交流信号，打开直流开关，用毫伏表测量Ui、U0值，并用示波器观察Ui和U0的相位关系，记入表6-1。表6-1 Ui=0.5V（峰峰值），f=100HZUi（V）Uo（V）Ui波形Uo波形Av0.51492如图如图实测值计算值-9.61-10Ui波形 Uo波形2、 同相比例运算电路1） 按图6-3（a）连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表6-2。2） 将图6-3（a）改为6-3（b）电路重复内容

6、1）。表6-2 Ui=0.5V， f=100HZUi（V）Uo（V）Ui波形Uo波形Av0.5165.48如图如图实测值计算值10.6211U i波形Uo波形Ui（V）Uo（V）Ui波形Uo波形Av0.5160.516如图如图实测值计算值11Ui、Uo波形一样3、 反相加法运算电路1） 按图6-2正确连接实验电路2） 输入信号采用直流信号源，图6-7所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2：Ui1Ui2 图6-7 简易可调直流信号源 用万用表测量输入电压Ui1、Ui2（且要求均大于零小雨0.5V）及输出电压U0，计入下表 表6-3Ui1（V）0.150.200.400.400.20Ui2（V）0

7、.310.310.410.450.41Uo（V）-3.08-3.59-6.03-6.22-4.114、 减法运算电路1）按图6-4正确连接实验电路2）采用直流输入信号，实验步骤同内容3，计入条6-4。 表6-4Ui1（V）0.450.380.310.260.20Ui2（V）0.390.430.290.240.21Uo（V）-0.660.42-0.34-0.270.055、 积分运算电路1） 按积分电路如图6-5所示正确连接。2） 取频率约为100HZ，峰峰值为0.5V的方波作为输入信号Ui，打开直流开关，输出端接示波器，可观察到三角波波形输出并记录之。6、 微分运算电路1） 按微分电路如图6-6所是正确连接。2） 取频率约为100HZ，峰峰值为2V的方波作为输入信号Ui，打开直流开关，输出端接示波器，可观察