实验八集成运算放大器的线性应用

实验八集成运算放大器的线性应用意事项须加入调零装置或者测试记录输入信号全为“0”时，输出端的失调电压V，然后进行修正，以提高测量o5W工作，所以须在相应的运放引脚端接上相位补偿网络进行消集成运算放大器是高增益的多级直接耦合放大器。在其输出端和输入端之间接入不同的反馈网络，就能实现各种不同的电路功能。集成运放有一个反相输入端和一个同相输入端，分别标上“＋”和“－”号。两个输入端对地的电位分别用V和V表示。当集成运放工作在线性区时，其参数很接+入电阻为无穷大，输入电流为零，即I=I=0，把它称作“虚断”。理想运+放的开环差模电压增益为无穷大，当输出电压有限时，差模输入电压VV=V/A=0，即V=V，把它称作“虚短”。理想运放的输出电阻、失+oo+集成运放按指标可分为通用型、高速型、低功耗型、大功率型、高精(a)8脚封装引脚号(b)14脚封装引脚号反相比例运算电路的原理电路如图8.3所示。信号由反相端输入，输oioFVRA=o=FuFVRi1其值为负值，说明了输入与输出反相。此式还说明了在一定条件下，运放的输出电压与输入电压的大小关系是由反馈电阻R与比例电阻R的比值来F1VVR2VRV=opp=opp1=OM1ippARRuFFF通常V比电源电压V小1V到2V。OMCCF1i输出信号V经R反馈到反相输入端，使整个电路形成电压串联负反馈。具oF有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，一方面能放大信号，另一方面还起到当把运放看成是理想运放，且工作在线性区时，即有I=I~0，+-V~V=V，则可得+-iVRV=o1亭AiR+RuFi11i11上式说明了输出电压与输入电压成比例，而且同相位，同时也说明了同相输入比例运算电路的闭环电压增益仅与反馈电阻R及比例电阻R有关。F1F1uFoV大小相等、相位相同，称为同相电压跟随器，常用于放大器中的阻抗变i反相求和运算电路的原理电路如图8.5所示，不难看出，此电路是在反相比例运算电路的基础上增加了几条输入支路，便构成了反相求和运算各自独立地经输入电阻转换成电流，进行代数和运算，当任一路输入信号电压V=0时，则在其输入电阻R上没有电压降，故不影响其他信号的比iKK123Foi1i2i3P123F123FV=(VV)RFR当8.6中R=R=R=R时，则V=VV，实现了减法运算。常用于123Foi2i1将差分输入转换成单端输出，广泛的用来放大具有强烈共模干扰的微弱信号。另外，要实现精确的减法运算，必须严格选取电阻R、R、R、R，123F在交流放大器中，为了简化供电电路，常采用单电源供电，原来为双电源供电的集成运放在使用单电源时，以电阻分压方法将同相端偏置设定VV位与同相端相CCCC(1)单电源供电的反相比例交流放大器不失真输出电压VV，其电压放大倍数与双电源供电的反相放大器一oppCC样，即A=FF1(2)单电源供电的同相比例交流放大器RA=1+FuFR1设计设计要求：分别用集成运放等器件组成一个反相比例运算电路、同相oioioioi1i2i3oi2i1电阻的阻值，并根据实验箱现有的电阻选取确定，并完整正确的画出以上在运放选定后，对于一定的反馈参数，若能合理的选择电路的元件参数就能使集成运放的开环放大倍数AOD，输入电阻ri，输出电阻ro对闭环运算精度影响降到最小。其反相和同相比例运算电路中的最佳电阻RF应分别(1)反相比例电路FF2比例电阻R=RF；A平衡电阻R=R//R。P1F(2)同相比例电路F2比例电阻R=RF；1A1平衡电阻R=R//R。P1F式中，r和r可根据运放型号查有关手册得知，为了方便起见对io本实验，可设r=20M，r=100。io(3)反相求和电路反馈电阻R求法与反相比例电路完全相同。其中A的值可按中FuF值取，本实验A可取-10；uF比例电阻，根据要求可得R=R/20，R=R/10，R=R/5；1F2F3FP123F(4)减法运算电路F比例电阻，根据要求可得R=R=R/10，R=R。12F3F(1)正确组装连接实验电路；(2)排除实验故障；ioo(4)验证相位及比例关系A=V/V(取V=0.4V)，或A=(VV,)/V。uFoiiuFooi(1)正确组装连接实验电路；(2)排除实验故障；ioo(4)验证相位及比例关系A=V/V(取V=0.4V)，或A=(VV,)/V。uFoiiuFooi(1)正确组装连接实验电路；(2)排除实验故障；i1i2i3oo值在(4)中加以修正；(4)验证反相求和关系V=(20V+10V+5V)，式中取V=0.2V，oi1i2i3i1i2i3oi1i2i3o(1)正确组装连接实验电路；(2)排除实验故障；(3)调零：使V=V=0，调节调零电位器，使V,=0，i1i2o(4)验证减法运算关系V=10(VV)或V=10(VV)V,，式中取oi2i1oi2i1oi1i2*5．选做单电源供电的交流放大器(1)验证放大器增益A=V/V；uFoi(3)验证单电源供电时输出最大不失真电压V的电压值。主要功能主要功能提供电源、元器件、组装电路及实验平台测量交直流电压、电流和电阻测量交直流电压、电流和电阻信号源、频率计周期等参数序号仪器名称1模拟电路实验箱2数字万用表3指针式万用表4功率函数信号发生器5双踪示波器主要特点功能强、操作便功能强、读数携带方便性能可靠、频功能强、测量精度高型答：单电源供电方式下电源电路比较简单，采用一组降压、整流和滤波电路；正负对称双电源供电方式下要求有两组降压、整流和滤波电路，电源电路复杂些。在两种不同的直流电源供电状态下，集成运算放大器的输入电阻大可以减小信号源的流出电流，从而可以降低因为信号源内阻产答：运放用于直流比例运算时，须加入调零装置或者测试记录输入信o报告数据处理格式参考：ioooo为V=0时的输出电压值)。iiooioouFooiioooo为V=0时的输出电压值)。ikVV记下：V=______(V为V=0.4ViooioouFooii1i2i3o(调节10k的电位器，即接在1脚和5脚调零的电位器)。如果oooi1i2i3ii2