模拟电路 实验四-运放应用

基础电子线路实验（四）集成运放基本应用——比例运算电路2023/2/51一、实验目的了解运算放大器的特点及使用方法理解虚短、虚断的概念掌握用集成运放构成运算电路的方法2023/2/52集成运放应用二、实验仪器模拟实验箱数字万用表2023/2/53集成运放应用三、实验原理1、理想运放的特性Vi1Vi2Vo(1)开环电压放大倍数无穷大，即Avo=∞(2)输入阻抗无穷大，即Ri=∞(3)输出阻抗为0，即Ro=02023/2/54集成运放应用Vi1Vi2Vo2、虚短、虚断的概念(1)虚短由于Avo=∞Vo又Avo=Vi2—Vi1而Vo为有限值，则Vi2—Vi1=0Vi2=Vi1(2)虚断由于Ri=∞而Vi为有限值，则Id=0看起来好象运放将Vi1、Vi2短路，故称虚短。看起来又好象是Vi1、Vi2在运放处断开了，故称虚断。Vi即Ri=Id=∞注：Id为运放输入端电流。2023/2/55集成运放应用3、运放的两个工作区Vi1Vi2Vo在线性工作区内，运放满足虚短和虚断。（1）线性工作区在非线性工作区内，运放不满足虚短和虚断。（1）非线性工作区（饱和区）当Vi2>Vi1时，Vo=Vmax当Vi2<Vi1时，Vo=Vmax

注：Vmax为运放的饱和输出电压2023/2/56集成运放应用4、反相比例运算电路电路图公式推导V1=V2=0Vi—V1R1=V1—VoRf=10ViVo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2ViVo=RfR1Vi2023/2/57集成运放应用5、同相比例运算电路电路图Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2Vi公式推导V1=V2ViR2+R3=V2R3V2=R3ViR2+R3V1=R1VoR1+RfVoR1+Rf=R1V12023/2/58集成运放应用5、同相比例运算电路电路图Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2ViR3ViR2+R3R1VoR1+Rf=又R3=Rf，R1=R2，则=10ViVo=R3R1Vi公式推导2023/2/59集成运放应用6、加法电路电路图公式推导Vo10kR2R110kR35kRL5.1kRf100kV1V2Vi1Vi2V1=V2=0Vi1R1V1Vi2R2V1+=V1RfVoVo=RfR1(Vi1+RfR2Vi2)因R1=R2，则RfVo=（Vi1+Vi2)R1=10(Vi1+Vi2)2023/2/510集成运放应用7、减法电路电路图公式推导Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2Vi2Vi1又V1=V2，则有Vi1R1V1V1RfVo=Vi1Rf+VoR1V1=R1+RfVi2R2V2V2R3=R3Vi2V2=R2+R32023/2/511集成运放应用7、减法电路电路图Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2Vi2Vi1而R1=R2，Rf=R3，则有Vi1Rf+VoR1R1+RfR3Vi2=R2+R3Vi1Rf+VoR1=R3Vi2Vo=R3R1Vi2RfR1Vi1=10(Vi2Vi1)公式推导2023/2/512集成运放应用四、实验内容反相比例运算电路同相比例运算电路加法电路减法电路2023/2/513集成运放应用五、注意事项特别注意+12V电源不能接反输入要用直流信号源，而不是直流稳压源测量电压一律用万用表直流电压档记录结果时要注意记录电压的正负2023/2/514集成运放应用2023/2/5