電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告—實(shí)驗(yàn)8集成運(yùn)算放大器的運(yùn)用——運(yùn)算器(共14頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí) 驗(yàn) 名 稱：集成運(yùn)算放大器的運(yùn)用運(yùn)算器系 別：班 號(hào)：實(shí)驗(yàn)者姓名：學(xué) 號(hào)：實(shí) 驗(yàn) 日 期：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成日期：目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉集成運(yùn)算放大器的性能和使用方法；2. 掌握集成運(yùn)放的構(gòu)成基本的模擬信號(hào)運(yùn)算電路。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種高增益、高輸入阻抗、低輸出阻抗的直流放大器。若外加反饋網(wǎng)絡(luò)，便可實(shí)現(xiàn)各種不同的電路功能。例如，施加線性負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)放大功能，以及加、減、微分、積分等模擬運(yùn)算功能；施加非線性負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)乘、除、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算功能以及其他非線性變換功能。1. 反相放大器電路如圖2所示，信號(hào)由反相端輸入。在理想的

2、條件下，反相放大器的閉環(huán)電壓增益為：AVF=VOVi=-RFR1由上式可知，閉環(huán)電壓增益的大小，完全取決于電阻的比值RF/R1，電阻值的誤差將是測(cè)量誤差的主要來(lái)源。當(dāng)取RF=R1,則放大器的輸出電壓等于輸入電壓的負(fù)值，即：VO=-RFR1Vi=-Vi此時(shí)反相放大器起反相跟隨器作用。2. 同相放大器電路如圖3所示，信號(hào)由同相端輸入，在理想的條件下，同相放大器的閉環(huán)電壓增益為：AVF=VOVi=1+RFR1圖2 反相放大器圖3 同相放大器3. 電壓跟隨器電路如圖4所示，它是在同相放大器的基礎(chǔ)上，當(dāng)R1趨于無(wú)窮時(shí)，AVF趨于1，同相放大器就轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷焊S器。它是百分之百電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，具有輸入阻

3、抗高、輸出阻抗低、電壓增益接近1的特點(diǎn)。圖4 同相跟隨器原理圖4. 反向加法器電路如圖6所示。當(dāng)反相端同時(shí)加入信號(hào)Vi1和Vi2，在理想條件下，輸出電壓為：VO=-RFR1Vi1+RFR2Vi2，當(dāng)R1=R2時(shí)，上式簡(jiǎn)化為： VO=-RFR1Vi1+Vi2圖6 反相加法器5. 減法器電路如圖7所示，當(dāng)反相和同相輸入端分別加入Vi1和Vi2時(shí)，在理想條件下，若R1=R2，RF=R3時(shí)，輸出電壓為：VO=RFR1Vi2-Vi1 圖7 減法器6. 積分器電路如圖8所示，輸入（待積分）信號(hào)加到反相輸入端，在理想條件下，如果電容兩端的初始電壓為零，則輸出電壓為：VOt=-1R1COT2Vitdt 當(dāng)Vi

4、(t)是幅值為Ei的階躍電壓時(shí)： VOt=-1R1CEit此時(shí)，輸出電壓Vo(t)隨時(shí)間線性下降。當(dāng)Vi(t)是峰值為ViP的矩形波時(shí)，Vo(t)的波形為三角波，輸出電壓的峰峰值為：VOP-P=-VipR1·C·T2 圖8 積分器三、實(shí)驗(yàn)儀器1. 示波器 1臺(tái)2. 函數(shù)發(fā)生器 1臺(tái)3. 數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái)4. 電子學(xué)試驗(yàn)箱 1臺(tái)5. 交流毫伏表 1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 反相放大器（1）按圖2搭實(shí)驗(yàn)電路，先測(cè)量RF=99.35K，R1=9.78K，計(jì)算AVF=VOVi=-RFR1=-10.16（2）輸入直流信號(hào)電壓Vi1，用數(shù)字電壓表DCV檔分別測(cè)量Vi和Vo記入表1，并計(jì)算電壓

5、放大倍數(shù)AVF。（3）將輸入信號(hào)改為頻率1kHz的正弦波，當(dāng)Vip-p=1.5V時(shí)，用雙蹤示波器同時(shí)定量觀察Vi和Vo，在同一時(shí)間坐標(biāo)上畫(huà)出輸入、輸出波形。實(shí)驗(yàn)中示波器觀察到的波形：繪制的輸入、輸出波形：表1 反相放大器、同相放大器測(cè)量表直流交流ViVoAvVip-pVop-pAv反相放大器0.7133V-7.289V-10.221.55V15.7V10.13同相放大器0.7137V7.994V11.201.55V17.3V11.162. 同相放大器（1）按圖3搭實(shí)驗(yàn)電路，先測(cè)量RF=99.35K，R1=9.78K，計(jì)算AVF=VOVi=1+RFR1=11.16（2）輸入直流信號(hào)電壓Vi1，用

6、數(shù)字電壓表DCV檔分別測(cè)量Vi和Vo記入表1，并計(jì)算電壓放大倍數(shù)AVF。（3）將輸入信號(hào)改為頻率1kHz的正弦波，當(dāng)Vip-p=1.5V時(shí)，用雙蹤示波器同時(shí)定量觀察Vi和Vo，在同一時(shí)間坐標(biāo)上畫(huà)出輸入、輸出波形。實(shí)驗(yàn)中示波器觀察到的波形：繪制的輸入、輸出波形：3. 加法器（1）根據(jù)圖6電路，求出R3；并測(cè)量R1=9.895K、R2=9.777K、R3=4.731K。（2）按圖搭接電路；Vi1輸入直流電壓0.2V、Vi2輸入交流電壓Vi2p-p=400mV（f=1kHz）。（3）用數(shù)字表DCV、ACV分別測(cè)量VO，并用雙蹤示波器觀察并定量畫(huà)出波形VO。實(shí)驗(yàn)中示波器觀察到的波形：繪制的輸入、輸出波

7、形：表2 反相加法器、減法器測(cè)量表Vi1Vi2p-pVODCVACV反相加法器0.2V0.4V-2.112V1.457V減法器-2.005V1.388V4. 減法器（1）根據(jù)圖7電路，求出R3；并測(cè)量R1=9.895K、R2=9.777K、R3=101.16K。（2）按圖搭接電路；Vi1輸入直流電壓0.2V、Vi2輸入交流電壓Vi2p-p=400mV（f=1kHz）。（3）用數(shù)字表DCV、ACV分別測(cè)量VO，并用雙蹤示波器觀察并定量畫(huà)出波形VO。實(shí)驗(yàn)中示波器觀察到的波形：繪制的輸入、輸出波形：5. 積分器（1）按圖8搭接實(shí)驗(yàn)電路；（2）從信號(hào)發(fā)生器輸出方波信號(hào)作Vi，頻率f=1kHz，用雙蹤示波器同時(shí)觀察Vi和Vo的波形，要求Vip-p=1V。在同一時(shí)間坐標(biāo)上畫(huà)出輸入、輸出波形，并定量計(jì)下Vi、Vo和周期T，并與理論計(jì)算Vop-p進(jìn)行比較。Vip-p=1.05V,T=999.9s，Vop-p=2.49V，T=1.0002ms理論計(jì)算：VOP-P=-VipR1·C·T2=-1.05210×103×10×10-9×10-32=-2.625V相對(duì)誤差：E=2.49-2.6252.625×100%6%實(shí)驗(yàn)中示波器觀察到的波形繪制的輸入、輸出波形五、實(shí)驗(yàn)小結(jié)