模拟运算电路

实验四模拟运算电路一、实验目的1、深刻理解运算放大器的“虚短”、“虚断”的概念。熟悉运放在信号放大和模拟运算方面的应用；2、掌握反相比例运算电路、同相比例运算电路、加法和减法运算及单电源交流放大等电路的设计方法；3、学会测试上述各运算电路的工作波形及电压传输特性。二、实验仪器与器材示波器、直流稳压源、函数发生器、交流毫伏表、模拟电路实验箱、万用表、µA741运算放大器等。三、实验内容用运算放大器µA741完成下面的设计题目。µA741的外观和引脚图如图4-1。本次实验中µA741的工作电压为±15V。引脚说明：图4-1图4-1µA741外观和引脚图3――同相输入端；4――负电源；6――输出端；7――正电源；1、设计反相放大器设计一反相放大器，满足关系式＝－10（原理图：书73页图2-4-1，已知，其它电阻值自取）。(1)在输入接地的情况下，进行调零。调零电路见图2-4(2)输入直流信号分别为0.5V、0.2V、－0.2V、－0.5V，用万用表测量对应于不同的值填入表4-1，计算且与理论值比较。表4-1（V）0.50.2－0.2－0.5（V）(理论值)（V）(测量值)(理论值)（计算值）(3)输入1KHz的正弦信号，在输入不失真的情况下（建议＝0.2V），测量、、，计算及BW。BW测试方法：给入1KHz的正弦信号，调节输入电压使得输出波形不失真（如＝0.2V），调整示波器的“WDiv”及其微调旋钮使显示的波形高度正好为5格。保持输入信号大小不变（由交流毫伏表监视），分别将信号源频率向高频及低频调节，波形的幅度将会随频率的变化而逐渐减小，当在频率的高端及低端波形幅度下降到最大幅度的0.7倍时，所对应的信号源的频率就是被测放大器的上限截止频率及下限截止频率。2、设计加法器设计一加法器，满足，原理图2-4-4,。选取两组直流信号电压，测量相应的值，填入表4-2中，并与理论值进行比较。表4-2（V）（V）（V）（测量值）（V）（理论值）0.20.6－0.2－0.63、设计减法器设计一减法器，满足，原理图2-4-5,。选取两组直流信号电压，测量相应的值，填入表4-3中，并与理论值进行比较。表4-3（V）（V）（V）（测量值）（V）（理论值）0.20.6－0.2－0.64、设计单电源交流放大器（杏林不作要求）设计一个单电源交流放大器，要求＝－4，原理图2-4-6,为可调电阻，调节其值为40K。输入1KHz，且＝0.5V的正弦信号，观察输入输出波形并记录波形（标出峰峰值或计算出有效值）。测量输出电压有效值，验证是否满足＝－4。改变信号频率，测量、，并确定放大器的带宽BW。5、设计电路满足。（选做）(1)接入1KHz，有效值1V的方波信号，接入5KHz，有效值0.1V的方波信号，用示波器观察输出电压的波形，在同一个坐标系中记录输入输出波形图。(2)将波形与理论波形比较。五、预习要求1、复习集成运放有关模拟运算应用方面的内容，弄清各电路的工作原理。2、根据实验内容设计实验电路，并选择相应的器件参数。3、写出每个实验的步骤、所用仪器，画出表格待填。4、在预习报告中计算好有关内容的理论数据，便于在实测中进行比较。5、回答所有思考题。六、实验报告要求1、写出所做实验电路的目的、仪器、原理、实验步骤，画出设计，并标注元件参数值。2、整理实验数据，并在同一个坐标系中画出相应的输入、输出波形。3、对实验数据进行分析，并与理论数据进行比较、分析。4、回答所有思考题。七、思考题1、理想运算放大器具有哪些特点？2、单电源运放用来放大交流信号时，电路结构上应