現(xiàn)電INo集成運算放大器的基本應用實驗

1、+12V工作在飽和區(qū)和截止區(qū)工作在飽和區(qū)和截止區(qū)線圈參數(shù)：線圈參數(shù)：功耗：功耗：0.2W額定電壓：額定電壓：12V型號極性PCM(W)ICM(mA) BV(CEO)V fT(MHZ) hFE 9012PNP0.62550040- 64 202 9014NPN0.62510050- 60 1000 8050NPN11.5A2519085 300 8550PNP11.5A2520060 300 一、預習要求一、預習要求二、實驗目的二、實驗目的三、實驗原理三、實驗原理四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容五、報告要求五、報告要求實驗二實驗二 集成運算放大器的基本應用集成運算放大器的基本應用一、預習要求一、預習要求

2、1、復習集成運放線性應用及基本運算電路復習集成運放線性應用及基本運算電路構(gòu)構(gòu)成，根據(jù)實驗內(nèi)容要求畫出電路，選擇元成，根據(jù)實驗內(nèi)容要求畫出電路，選擇元件參數(shù)，件參數(shù)，并計算并計算各電路輸出電壓理論值及各電路輸出電壓理論值及有關(guān)參數(shù)。有關(guān)參數(shù)。2、在積分電路中，若、在積分電路中，若R1=100K，C=4.7F，求，求時間常數(shù)時間常數(shù)=？。若？。若UI=0.5V，問要使，問要使U0=5V時，需多長時間，設(shè)時，需多長時間，設(shè)UC（0）=0。l 實驗電路故障診斷與處理？實驗電路故障診斷與處理？ 連線通連線通電路對電路對器件好器件好正常！正常！ 信號尋跡故障排查方法？信號尋跡故障排查方法？ 部件替換法部件

3、替換法二、實驗目的二、實驗目的1、掌握運放基本應用及電路、掌握運放基本應用及電路設(shè)計方法設(shè)計方法；2、掌握運算放大器基本應用電路調(diào)試、掌握運算放大器基本應用電路調(diào)試及其參數(shù)及其參數(shù)測試方法測試方法。3、了解運算放大器工程實踐應用。、了解運算放大器工程實踐應用。4、信號合成、干擾對消問題討論！信號合成、干擾對消問題討論！ 三、實驗原理三、實驗原理集成運放具有高增益、高輸入阻抗特點。集成運放具有高增益、高輸入阻抗特點。若在其輸出與輸入端加上負反饋網(wǎng)絡，則可實若在其輸出與輸入端加上負反饋網(wǎng)絡，則可實現(xiàn)不同現(xiàn)不同運算功能運算功能的電路。的電路。如如反饋網(wǎng)絡為線性電路時反饋網(wǎng)絡為線性電路時，運放可實現(xiàn)比

4、運放可實現(xiàn)比例、加法、減法、微分和積分等功能。例、加法、減法、微分和積分等功能。如反饋如反饋網(wǎng)絡為非線性電路時，運放則可實現(xiàn)對數(shù)、乘網(wǎng)絡為非線性電路時，運放則可實現(xiàn)對數(shù)、乘和除等功能。和除等功能。 為提高運放精度，必須克服輸入失調(diào)電壓為提高運放精度，必須克服輸入失調(diào)電壓和電流的影響。和電流的影響。調(diào)節(jié)零點和相位補償，即調(diào)節(jié)零點和相位補償，即“調(diào)調(diào)零零”和和“消振消振”，是工程應用中必須注意的兩是工程應用中必須注意的兩個重要問題。個重要問題。 腳為調(diào)零端。腳為調(diào)零端。 腳為反相輸入腳為反相輸入IN 腳為同相輸入腳為同相輸入IN 腳為負電源腳為負電源V-（-12V） 腳為輸出腳為輸出OUT 腳為正

5、電源腳為正電源V+（+12V） 腳空（腳空（NC）通用集成運放通用集成運放A741 引腳作用引腳作用線性應用時，運放要工作在線性區(qū)域線性應用時，運放要工作在線性區(qū)域（輸入信號不能太大），且加負反饋。（輸入信號不能太大），且加負反饋。運算放大器實驗板運算放大器實驗板12V+12VGNDGND實驗電路連接于調(diào)零：實驗電路連接于調(diào)零： 按圖連接實驗電路，接按圖連接實驗電路，接通通12V電源，輸入端對電源，輸入端對地短路。用萬用表直流檔地短路。用萬用表直流檔測量輸出電壓測量輸出電壓Uo，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)RP1，使使Uo0，以下各項操作應，以下各項操作應保持保持RP1不變。不變。 要求不高時、可不調(diào)零！要求不

6、高時、可不調(diào)零！實驗前要看清運放管腳位置；實驗前要看清運放管腳位置；切忌切忌正、負正、負電電源極性接反源極性接反和和輸出端短路輸出端短路，否則損壞器件。，否則損壞器件。四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容1、反相比例運算電路、反相比例運算電路輸入輸入f1kHz，Ui0.5V（VP-P=1V）正弦正弦信號，用示波器（信號，用示波器（或交流毫伏表或交流毫伏表）測量）測量Uo，用，用示波器觀察示波器觀察Uo和和Ui相位關(guān)系、記錄波形圖。相位關(guān)系、記錄波形圖。如如Ui1.5V，觀察，觀察Uo波形，并記錄波形。波形，并記錄波形。Ui(V) U0(V)AV實測值實測值計算值計算值計算電壓放大倍數(shù)，并與理論計算電壓放大

7、倍數(shù)，并與理論值進行比較、說明輸入和輸出信值進行比較、說明輸入和輸出信號相位關(guān)系。號相位關(guān)系。 分析當分析當Ui1.5V，輸出波形出現(xiàn)的原因。輸出波形出現(xiàn)的原因。1FoiRUUR Ui(V)U0(V)AV實測值實測值計算值計算值 2、同相比例運算電路、同相比例運算電路輸入輸入f1kHz，Ui0.5V（VP-P=1V）正弦正弦信號，用示波器（信號，用示波器（或交流毫伏表或交流毫伏表）測量）測量Uo，用，用示波器觀察示波器觀察Uo和和Ui相位關(guān)系、記錄波形圖。相位關(guān)系、記錄波形圖。如如Ui1.5V，觀察，觀察Uo波形，并記錄波形，并記錄波形。波形。11FoiRUUR計算電壓放大倍數(shù)，并與理論計算電

8、壓放大倍數(shù)，并與理論值進行比較、說明輸入和輸出信值進行比較、說明輸入和輸出信號相位關(guān)系。號相位關(guān)系。 分析當分析當Ui1.5V，輸出波形出現(xiàn)的原因。輸出波形出現(xiàn)的原因。3、 積分運算電路積分運算電路 Vi輸入頻率為輸入頻率為100Hz幅值為幅值為1V（VP-P2V）的正弦波信號，用示波器觀察和比較）的正弦波信號，用示波器觀察和比較Vi與與V0的幅值大小及相位關(guān)系，并記錄波形。的幅值大小及相位關(guān)系，并記錄波形。分析是否符合積分關(guān)系。分析是否符合積分關(guān)系。若去掉若去掉100k反饋電反饋電阻，波形有何變化。阻，波形有何變化。0011( )()toiOtUU t dtUtR C 。實用電路中為防止低頻

9、信號實用電路中為防止低頻信號增益過大，往往在積分電容兩邊增益過大，往往在積分電容兩邊并聯(lián)一個電阻并聯(lián)一個電阻Rf，它可以減少運，它可以減少運放的直流偏移，但也會影響積分放的直流偏移，但也會影響積分的線性關(guān)系，一般取的線性關(guān)系，一般取RfR1。 輸入頻率輸入頻率500Hz ，幅值為幅值為1V（VP-P2V）的的方波信號方波信號。令令t=0時，時，Uo=0V（或（或UC（0）=0V）。計算。計算t=0.5ms、1ms、1.5ms時對應的時對應的Uo值，并畫出對值，并畫出對應的應的Uo波形。波形。用雙蹤示波器觀用雙蹤示波器觀察并記錄察并記錄Uo的波形。的波形。注意相位和幅度，注意相位和幅度，將計算值

10、畫出的波形將計算值畫出的波形與實測的與實測的Uo波形對比波形對比是否一致，為什么？是否一致，為什么？4、微分運算電路、微分運算電路dttdURCtUiO)()(微分電路要穩(wěn)定工微分電路要穩(wěn)定工作，通常需在輸入端串作，通常需在輸入端串聯(lián)一個小電阻聯(lián)一個小電阻R2，以限，以限制輸入電流和高頻增益，制輸入電流和高頻增益，消除自激。消除自激。 輸入正弦波信號，輸入正弦波信號，f=160Hz有效值為有效值為1V，用，用示波器觀察示波器觀察Vi與與Vo波形并測量輸出電壓。波形并測量輸出電壓。不接不接R2R2 改變正弦波頻率改變正弦波頻率(20Hz400Hz)，觀察，觀察Vi與與Vo的相位、幅值變化情況并記

11、錄。的相位、幅值變化情況并記錄。不接不接R2R2 i(t)mo(t)muU sin t uUcos tRC若， 輸入輸入f=200Hz，V=200mV（VP-P400mV）的）的方波信號，調(diào)節(jié)微分電容左端接入的電位器，觀察方波信號，調(diào)節(jié)微分電容左端接入的電位器，觀察Vi與與VO幅值及波形的變化情況并記錄（幅值及波形的變化情況并記錄（觀察接入電阻大觀察接入電阻大小對微分結(jié)果的影響小對微分結(jié)果的影響）。）。 輸入頻率輸入頻率200Hz、幅度、幅度200mV（VP-P400mV）的方波信號，在微分電容左端接入的方波信號，在微分電容左端接入400左右的電阻左右的電阻（通過調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)10K電位器得到電

12、位器得到），用示波器觀察），用示波器觀察Vo波形；波形；改變正弦波頻率改變正弦波頻率(20Hz400Hz)，觀察，觀察Vi與與Vo的相位、的相位、幅值變化情況并記錄。幅值變化情況并記錄。 五、報告要求五、報告要求1、根據(jù)實驗內(nèi)容要求畫出電路，選擇元件參數(shù)，根據(jù)實驗內(nèi)容要求畫出電路，選擇元件參數(shù)，并計算各電路輸出電壓理論值，把實測值與理論值并計算各電路輸出電壓理論值，把實測值與理論值比較，說明實驗電路的功能。比較，說明實驗電路的功能。2、在積分電路中，對應輸入正弦信號和方波信號，在積分電路中，對應輸入正弦信號和方波信號，分別畫出輸出電壓分別畫出輸出電壓UO的波形，分析二者的幅值和相的波形，分析二

13、者的幅值和相位是否符合積分關(guān)系，并從理論上說明為什么?？偽皇欠穹戏e分關(guān)系，并從理論上說明為什么。總結(jié)積分電路特點。結(jié)積分電路特點。3、對微分電路中，要求與積分電路相同。對微分電路中，要求與積分電路相同。4、總結(jié)、討論集成運算放大器的實際工程應用?？偨Y(jié)、討論集成運算放大器的實際工程應用。運算放大器實驗板運算放大器實驗板123U12TL431ILPR 475.1KR 461K+5VC 310uFR 48100KR 49100KR 51100KR EF2.5R 52100KR 53100KR 54100KR 55100KR 562KPt100123JP1Pt100R 58100C 447uFR 5920KR 6050KR 6150KR 6220KC 50.1uFR 6310KR 6410KC 610uFC 70.1uFR 66R es2+5VPA01321V+4V-11U11ALM 324AD7562U11BLM 324AD91083U11CLM 324AD14