运算放大器的线性应用

1、实验实验2.4 运算放大器的线性应用运算放大器的线性应用1一、实验目的一、实验目的 1.深入理解集成运算放大器工作于线性区的条件与特点。 2.掌握集成运算放大器调零功能。 3. 掌握利用集成运算放大器实现比例、加减运算电路的基本方法。二、实验任务二、实验任务 1. 判断运放好坏。 2. 根据模拟电路实验箱上的741741运算放大器，设计一个能实现Uo=3Ui的运算电路，并要求： 对该电路进行调零，写出“调零” 步骤。 用表格的形式验证Uo=3Ui的运算电路，并画出电路的传输特性曲线。 3. 设计一个能实现Uo=2Ui1-5Ui2+3Ui3的运算电路，要求用表格的形式进行验证。三、实验设备三、实

2、验设备 模拟电路实验箱(741741运放、电阻、电位器) 数字万用表 导线。四、实验原理及步骤四、实验原理及步骤Loading1.2 1.2 集成运放的应用基本运算电路集成运放的应用基本运算电路 v v+ vovv+ vo国家标准符号国家标准符号国际标准符号国际标准符号运放符号：运放符号：vivo+VOM-VOM线性放大区线性放大区运放传输特性：运放传输特性：vi0vvi1= i2foiRvRv1ifovRRv1虚短虚短虚断虚断结构特点：结构特点：信号从反相端输入。信号从反相端输入。虚断虚断1.1.反相比例运算电路反相比例运算电路三三. .基本运算电路基本运算电路voRfR1RPvii1i2_

3、+Ri=R1平衡电阻，使输入端对地平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。态时输入级的对称性。RP =R1 / Rf为保证一定的输入为保证一定的输入电阻，当放大倍数电阻，当放大倍数大时，需增大大时，需增大Rf，而大电阻的精度差，而大电阻的精度差，因此，因此，在放大倍数在放大倍数较大时，该电路结较大时，该电路结构不再适用。构不再适用。反相比例运算电路反相比例运算电路voRfR1RPvii1i2_+vivov-= v+= vi1RvRvvifioifovRRv)1 (1虚短虚短虚断虚断结构特点：结构特点：信号从同相端信号从同相端输入。输入。虚断虚断2.

4、2.同相比例运算电路同相比例运算电路RfR1RP_+0vvFiii21)(2211ififovRRvRRv调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响其它输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。其它输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。fPRRRR/21实际应用时可适当增加或减实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不少输入端的个数，以适应不同的需要。同的需要。3.3.反相求和电路反相求和电路R2RfR1vi2voRPvi1i2iFi1_+Off1 U U12V 741管脚图管脚图调零端子调零端子741放在放在14个管脚的双列插座个管脚的

5、双列插座NC+12V Uo off2空脚空脚注意插座管脚号与芯片管脚号的区别注意插座管脚号与芯片管脚号的区别电源电源同相同相输入输入输出输出当输入Ui接入+5V+5V直流电源时，运放处于负饱和状态Uo=-=-Uom，用万用表直流20V20V挡监测输出端是否为-11V-11V左右。 传输特性传输特性当输入Ui接入-5V-5V直流电源时，运放处于正饱和状态Uo=+=+Uom，用万用表直流20V20V挡监测输出端是否为+11V+11V左右。 1.判断运放好坏的简便电路 利用运放非线性应用的过零比较器电路来判断： 步骤步骤: :符合则确符合则确定运放是定运放是好的好的。 由于输入失调的存在，运放在输入

6、为零时，输出并不为零。由于本次实验采用带调零端子的741741芯片做实验，所以可采用右图所示的调零电路进行调零。Uo=3=3Ui 调零电路调零电路2. Uo= =3Ui的调零电路 方法：对照741741管脚图，完成Uo=3=3Ui的运算实验电路的连接后，使Ui接地，用万用表直流200mV挡监测输出是否为零，如不为零，则调节10k电位器使得输出为零。实验电路图实验电路图1 Uo= =3UiUi(v)实测值0Uo(v)实测值负饱和点-Uom正饱和点+UomUo(v)理论值画出该电路的传输特性曲线。 3.3.将-5-5V+5+5V可调电位器接入Uo= =3Ui的运算电路输入端Ui ，调节输入电位器，

7、用万用表直流20V挡监测输出端，使得输出分别达到-Uom和+Uom，记录相应的Ui值。12V12V直流电源供运放直流电源供运放电电源应源应置置ONON, ,5V5V电源供调电源供调电压的电位器应置电压的电位器应置0N0N 继续调节电位器，使得输出在线性范围内达到负值到正值变化，记录相应的Ui、Uo数据。实验电路图实验电路图2 Uo=2Ui1-5Ui2+3Ui3 4. 按照所设计的Uo=2Ui1-5Ui2+3Ui3的运算电路接线，其中两个输入可用-5V+5V可调电位器,第三个输入可通过可调电阻和5V电源搭建。操作方法同上。 Ui1(v)实测值0Ui2(v)实测值Ui3(v)实测值Uo(v)实测值负饱和点-Uom正饱和点+UomUo(v)理论值六、注意事项六、注意事项注意12V12V电源接入运放uA741A741的4 4、7 7脚时不要接反，否则会烧坏运算放大器。 无须调零时，可利用焊在箱内部的741741芯片(标有A1A1、A2)A2)来完成运放实验。但须注意，实验室的A1A1、A2A2芯片所需电源已与箱内12V12V电源连接