实验六集成运放基本运算电路的分析与设计

实验六集成运放基本运算电路的分析与设计第一页，共十九页，2022年，8月28日

1．掌握使用集成运算放大器构成反相输入比例运算电路、同相输入比例运算电路、反相输入求和运算电路、减法运算电路的方法；2．进一步熟悉该基本运算电路的输出与输入之间的关系。实验目的实验原理实验内容实验仪器注意事项一、实验目的实验报告思考题第二页，共十九页，2022年，8月28日

运放的构成

运放的特点二、实验原理电路符号及封装形式运算放大器放大原理实验目的实验原理实验内容实验仪器注意事项实验报告思考题第三页，共十九页，2022年，8月28日

运算放大器是高增益、低漂移的直流放大器。

输入级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中间级：共射放大电路。用于电压放大。输出级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载能力。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态工作点。输入级中间级偏置电路输出级输入端输出端返回运放的构成第四页，共十九页，2022年，8月28日

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实际运放具有高增益、低漂移、高输出阻抗、低输出阻抗、可靠性高的特点，因此可以视其为理想器件。运放的理想参数：

（1）开环电压增益Avd=∞； （2）输入电阻Rid=∞，Ric=∞； （3）输出电阻Ro=0； （4）开环带宽BW=∞； （5）共模抑制比KCMR=∞； （6）失调电压、电流Vio=0、Iio=0。根据分析时理想运放的条件，得出两个重要结论：

虚短路： 虚开路：运放的特点第五页，共十九页，2022年，8月28日

返回－＋

V－

V+

VoAo＋－V－V+

Vo以典型的LM324为例：

2、6、9、13—反相输入端

3、5、10、12—同相输入端

1、7、8、14—输出端

4—正电源端

11—负电源端集成运算放大器的电路符号1234567

LM324

141312111098＋第六页，共十九页，2022年，8月28日

集成运算放大器的放大原理反相比例运算放大器RFR1RPViVoi1i2i1=i2同相比例运算放大器RFi2R1RPViVoi1返回第七页，共十九页，2022年，8月28日

三、实验仪器1、模拟实验箱2、数字万用表3、运算放大器LM3244、10K、20K、100K的电阻若干5、模拟实验箱上有滑动变阻器可供同学使用

实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题第八页，共十九页，2022年，8月28日

1.反相比例放大器2.同相比例放大器3.反相输入求和运算

四、实验内容

4.

减法运算

12348765＋－实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题第九页，共十九页，2022年，8月28日

1.反相比例放大器实验内容

按实验原理中所示电路接线，接通电源。从实验箱的直流信号源引入输入信号Ui，测量对应的输出信号UO的值，算出AV，将实验值与理论值相比较，分析误差产生的原因。Ui(V)0.51.0－0.5－1.0UO(V)AV实验值AV计算值实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题第十页，共十九页，2022年，8月28日2.同相输入比例运算

参照反相输入比例运算的电路，用给定的元器件自行设计比例系数为6的同相比例运算电路，设计出相应的电路图及表格，请给出四组数据。并将测量值与设计要求进行比较，如果误差较大，修改电路。

输入电压不能过大，要保证运放工作在线性区。实验内容实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题第十一页，共十九页，2022年，8月28日

实验内容

按实验原理中所示电路接线，接通电源。从实验箱的直流信号源引入输入信号Ui，测量对应的输出信号UO的值，算出AV，将实验值与理论值相比较，分析误差产生的原因。3.反相输入求和运算Ui1(V)0.5－0.50.5－0.5Ui2(V)11－1－1UO实验值(V)UO计算值(V)实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题第十二页，共十九页，2022年，8月28日4.减法运算

参照反相输入求和运算的电路，用给定的元器件自行设计比例系数为5的减法运算电路，设计出减法运算的电路图及相应的表格，请给出四组数据。并将测量值与设计要求进行比较，如果误差较大，修改电路。

输入电压不能过大，要保证运放工作在线性区。实验内容实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题第十三页，共十九页，2022年，8月28日

直流输入v1、v2要以实测为准。记录LM324各引脚功能，画出各个运算电路的实际接线图，加深对该芯片用法的理解。五、注意事项实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题

LM324的正极在下而负极在上，一定不要将电源的正负接反。驱动电压Vcc为正负12V。第十四页，共十九页，2022年，8月28日第十五页，共十九页，2022年，8月28日

有一部分同学的实验箱上的芯片底座是16个管脚的，而LM324为14个引脚的芯片，当靠左侧放置芯片时，如上图所示，则底座的8号和9号插孔悬空没有使用，连接电路引脚时，要数芯片本身的管脚，而不要数底座，如图红色标出。1234567891011121314五、注意事项第十六页，共十九页，2022年，8月28日

从实验箱的直流信号源（-５V--+5V)引入输入信号Ui，实验箱上电压源为串联，注意要将直流信号源左侧的电源全部打开，即红、绿灯全部点亮。用数字万用表测量对应的输出信号UO的值。五、注意事项实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项实验报告思考题第十七页，共十九页，2022年，8月28日1．整理并分析实验数据，将实验结果和理论值对比，加深对基本运算电路的理解。2．记录LM324各引脚功能，画出运算电路的实际接线图，加深对该芯片用法的理解。实验目的实验原理实验仪器