实验四 集成运放组成的基本运算电路.docx

实验四 集成运放组成的基本运算电路实验四 集成运放组成的基本运算电路 一 实验目的 1掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2了解集成运算放大器在信号放大和模拟运算方面的应用。 二 实验设备 数字万用表 1个 三 简述 运算放大器是具有两个输入端和一个输出端的高增益、高输入阻抗的多级直接耦合电压放大器。 只要在集成运放的外部配以适当的电阻和电容等器件就可构成比例、加减、积分、微分等模拟运算电路。在这些应用电路中，引入了深度负反馈，集成运放工作在线性放大区，属于运算放大器的线性应用范畴，因此分析时可将集成运放视为理想运放，运用虚断和虚短的原则。虚断：即认为流入运放两个净输入端的电流近似为零。虚短：即认为运放两个净输入端的电位近似相等(u+ u-)。从而可方便地得出输入与输出之间的运算表达式。 使用集成运算放大器时，首先应根据运放的型号查阅参数表，了解其性能、指标等，然后根据管脚图连接外部接线。 四 设计实验要求 1. 设计由双列直插通用集成运放A741构成的基本运算电路，要求实现：反相比例运算，反相加法运算，同相比例运算，电压跟随器，差动运算等5种运算。每一运算电路需要设计两种典型的输入信号。 2. 自己设计选择电路参数和放大倍数，画出电路图并标出各电阻的阻值。 3. 自拟实验步骤。 4. 电源电压一律取±12V。本实验用直流信号源，自己选择输入信号源的取值，已知信号源。 5. 设计举例：反相比例运算电路的设计 反相比例放大器的运算功能为： Auf=uoR=-F； 设Auf=-10,负反馈电阻uiR1RF=100KW；可以计算出R1=10KW，平衡电阻R¢=100/10»9.1KW。Quomax=9V，uimax£uomax9=0.9V，即输入信号的设计值小于Auf101 ±0.9V。设Ui=0.3V和Ui=-0.5V，计算出U0的值，自拟表格如图表4-1。按此计算值选择元件接线，测试。其它运算电路设计自己完成。 表4-1 Ui 0.3V -0.5V U0 U+ U- U0=-3V 5V RFUi R1五 注意事项 1. 注意运放正、负电源连接正确，输出端不能对地短接，以防损坏运放。 2. 利用电压跟随器检查芯片的好坏。 3. 注意运放工作在线性区时的最大输出电压值|uomax|»|VCC-3V|=|12-3|=|9V|。所以设计时u0的理论值不能超过9V。 4. 本实验所用直流信号源有一定内阻，故在调整ui值时，必须在信号源与运放输入端接通的条件下测量。 5. 测量ui、u0时，要注意正、负极性。 6. 改接电路时必须先关断电源，电路接好后确认无误方可通电实验。 六 实验报告要求及思考题 1. 集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路，在没有输入信号时，输出端的静态电压应该是多少? 2. 电路在什么情况下出现“虚短”？什么情况下出现“虚地”？ 3. 记录和整理实验数据，并与理论值比较，分析产生误差的原因。 4. 记录实验过程中出现的故障或不正常现象，分析原因，说明解决的办法和过程。 5. 写出实验体会。最后交的实验报告画图要美观正确，字迹要清楚。 实验要求： 复习第五章的内容，实验报告要求回答预习思考题，设计不能抄袭，否则报告判为不及格。 该实验是设计性实验，目的是通过实践培养学生勇于探索、严谨求实的精神，对于培养高素质、创新型人才有重要意义。 2