集成運放基本運算電路

1、實驗七集成運放基本運算電路一、實驗目的1、研究由集成運算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運算電路的功能。2、了解運算放大器在實際應用時應考慮的一些問題。二、實驗原理集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大電路。 當外部接入不同的 線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時， 可以靈活地實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關系。 在線性 應用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數(shù)等模擬運算電路。理想運算放大器特性在大多數(shù)情況下，將運放視為理想運放， 就是將運放的各項技術指標理想化， 滿足下列條 件的運算放大器稱為理想運放。開環(huán)電壓增益 Aid=x輸入阻抗r i =8輸出阻抗ro=0帶

2、寬 fBW=8失調與漂移均為零等。理想運放在線性應用時的兩個重要特性：(1) 輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關系式Lb= A (U+-LU)由于 皿=8，而Lb為有限值，因此，L+ L- 0。即L+ LU,稱為“虛短”。(2) 由于ri=8，故流進運放兩個輸入端的電流可視為零，即I ib = 0，稱為“虛斷”。這 說明運放對其前級吸取電流極小。上述兩個特性是分析理想運放應用電路的基本原則，可簡化運放電路的計算?；具\算電路用數(shù)學式子表示為:y = X 1+ X2+ +x ni 1+ i 2+ i 3 + +i n = i fV i1 , Vi2 . Vi3- , V in = j fR R R

3、R于是有 V0 = _ R f (V i1 +V2 +Vi3 +Vn)R如果各電阻的阻值不同，貝冋作為比例加法器，則有RfRfRfVoR2VM +Vi +VinR1R2Rn_2、減法器是指輸出信號為兩個輸入信號之差的放大器。用數(shù)學關系表示時，可寫為:X1 - X 2下圖為減法器的基本結構圖。 由于V A = VbVii -Va Va V。.I fi2Rf所以VoRiRfVb=V|2r _Rl Rf（已知 R3 = Rf）3、積分-匕）ty = ：0xdt右圖是最基本的積分器的結構圖。這里反饋網絡的一個部分用電容來代替電阻，則有:1| = 1（4而-%民=-I上式表示了輸出信號是輸入信號積分的結

4、果。4、微分器。微分是積分的反運算，微分器是指輸出信號為輸入信號微分運算的結果。用數(shù)學式子表示為:下圖示出微分器的基本原理圖,竺drdt利用“虛斷”和和“虛短”的概念，可以建立以下關系式:三、實驗設計要求要求根據實驗原理設計反相加法運算電路、減法運算電路、積分運算電路，并設計數(shù)據記錄表格。1、整理實驗數(shù)據，畫出波形圖（注意波形間的相位關系）。2、將理論計算結果和實測數(shù)據相比較，分析產生誤差的原因。3 、分析討論實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。實驗提示：實驗前要看清運放組件各管腳的位置；切忌正、負電源極性接反和輸出端短路，否則將會損壞集成塊。四、實驗參考方案% 11. 反相比例放大電路2. 反相加法運算

5、電路1）按下圖連接實驗電路。2）調節(jié)信號源的輸出。用交流毫伏表或示波器測量輸入電壓 及輸出電壓VO，數(shù)據記入表5 2。片=Kf 100KV及A、B點電壓VA和Vb,010K R33.減法運算電路Tnziok表5-1U0.3 V0.4 V0.5 V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)Vo （理論值）38.48411.32514.14Vo （測量值）3.09.23.812.05.015.1表5-2U0.1 V0.2 V0.3 V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)Ua0.100.300.200.580.300.80UB0.070.200.130.38

6、0.210.56V （理論值）1.002.822.005.653.008.48V （測量值）1.533.752.377.173.2510.24表5-3U0.5 V1.0 V1.5 V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)Ua0.491.340.992.801.487.00UB0.330.900.662.000.992.90Vo （理論值）1.605.003.339.985.0013.20V。（測量值）1.655.403.369.004.5614.00六、思考題為了不損壞集成塊，實驗中應注意什么問題？答；實驗前要看清運放組件各管腳的位置；切忌正、負電源極性接反和輸出端短路，否則將會 損壞集成塊。誤差分析1. 在測定時，我們只測量了一次，沒有多次測量取