集成運(yùn)算放大器應(yīng)用(一)

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師： 成績： 實(shí)驗(yàn)名稱：集成運(yùn)算放大器應(yīng)用（一）模擬信號(hào)運(yùn)算電路 實(shí)驗(yàn)類型： 同組學(xué)生姓名： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?、 了解集成運(yùn)算放大器的基本使用方法和三種輸入方式。2、 掌握集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的比例、加法、減法、積分等運(yùn)算電路。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、 電子試驗(yàn)箱2、 實(shí)驗(yàn)班及元器件（集成運(yùn)放A741和LM324的外引線排列如圖12-6所示）。3、 直流穩(wěn)壓電源4、 萬用表 三、 實(shí)驗(yàn)原理圖和實(shí)際電路圖：原理圖：1、同相輸入比例運(yùn)算圖12-7圖12-12、 加法運(yùn)算圖12-20圖12-33、 減法運(yùn)算圖12-44、 積分運(yùn)算圖12-5四、 實(shí)驗(yàn)須知：1

2、 理解集成運(yùn)放的電壓傳輸特性。集成運(yùn)放的電壓傳輸特性是指開環(huán)時(shí)輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系曲線，即u0=f(ui)。它有一個(gè)線性區(qū)和兩個(gè)飽和區(qū)。2 搞清集成運(yùn)放基本運(yùn)算電路的輸入輸出關(guān)系。在線性區(qū)工作時(shí)，即Ui-<ui<Ui+，輸出電壓u0與兩輸入端之間的電壓ui呈線性關(guān)系。在飽和區(qū)工作時(shí)，輸出電壓u0=U0+（當(dāng)ui>Ui+時(shí)）或u0=U0-（當(dāng)ui<Ui-）時(shí)，這里U0+和U0-分別為輸出正飽和電壓和負(fù)飽和電壓，其絕對(duì)值分別略低于正、負(fù)電源電壓。3 思考并回答問題：由集成運(yùn)放構(gòu)成的比例、加法、積分等運(yùn)算電路，隨著輸入電壓或時(shí)間的增大，電路的輸出電壓會(huì)無限增大嗎，為什么？

3、不會(huì)。運(yùn)放的輸入輸出電壓的線性關(guān)系只是在某一個(gè)電壓范圍才有效，超過這個(gè)范圍就不是線性關(guān)系了。而且輸入輸出電壓的幅度都有限制。4 在圖12-3所示電路中，設(shè)ui=-1V-5V范圍變化，要求u0=010V范圍變化，則（R1+Rp1）和（R2+Rp2）的阻值約為多少?R1+Rp1=150kR2+Rp2=25k五、實(shí)驗(yàn)步驟：在實(shí)驗(yàn)中，各實(shí)驗(yàn)電路的輸入電壓均為直流電壓，并要求大小和極性可調(diào)。因此在實(shí)驗(yàn)箱中安放了電位器，并與由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器連接，如圖12-7所示。當(dāng)在電位器兩端分別加+5V和-5V電源電壓時(shí)，調(diào)節(jié)電位器就可以在集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器的輸出端得到穩(wěn)定而可調(diào)的正、負(fù)直流電壓

4、，此類電壓即作為各實(shí)驗(yàn)電路的輸入電壓。1、 同相輸入比例運(yùn)算按圖12-1接線，輸入端加直流電壓信號(hào)Ui,適當(dāng)改變Ui，分別測量相應(yīng)的U0值，記入表12-1中，并計(jì)算U0/Ui(要求測得的U0值有大有小，有正有負(fù)，并使大部分?jǐn)?shù)據(jù)在線性區(qū)，小部分在飽和區(qū))。表12-1Ui/V-1.5 -1.03 -0.5 -0.2 0.00 0.2 0.5 1 1.5U0/V-14.65 -11.32 -5.61 -2.30 0.03 2.15 5.64 10.91 13.40U0/Ui9.77 10.99 11.22 11.5 10.75 11.28 10.91 8.932、 加法運(yùn)算1) 按圖12-2電路接線

5、，適當(dāng)調(diào)節(jié)輸入直流信號(hào)Ui1和Ui2的大小和極性，測出U0，記入表12-2.Ui1/V-1.5 -1.0 -0.5 -0.2 0 0.2 0.5 1.0 1.5Ui2/V0.2U0/V13.11 8.70 3.84 0.22 -1.95 -4.02 -7.17 -12.06 -14.63 2) 按圖12-3電路接線，設(shè)ui=-1-5V范圍變化，完成電路調(diào)整，即要求：Ui=-1V時(shí)，U0=0V；Ui=-5V時(shí)，U0=10V。然后調(diào)節(jié)Ui（在-1-5V之間），完成表12-3的測量。Ui/V-1 -5U0/V0 103、 減法運(yùn)算按圖12-4電路完成減法運(yùn)算，并將結(jié)果記入表12-4Ui1/V-1.5

6、 -1.0 -0.5 -0.2 0 0.2 0.5 1.0 1.5Ui2/V0.2U0/V13.40 11.93 7.10 3.96 2.01 -0.56 -4.62 -8.28 -13.454、 積分運(yùn)算按圖12-5電路連接（注意：電路中的電容C是有極性的電解電容，當(dāng)Ui為負(fù)值時(shí)，U0為正值，電容C的正極應(yīng)接至輸出端；如Ui為正值時(shí)，則接法相反）。將Ui預(yù)先調(diào)到-0.5V，開關(guān)S合上（可用導(dǎo)線短接）時(shí)，電容短接，保證電容器無初始電壓，U0=0。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)開始計(jì)時(shí)，每隔5秒鐘讀一次U0，記入表12-5，知道U0>=5V為止。表12-5（Ui=-0.5V）T/s0 10 20 30 40 50 60 U0/V0 1.04 1.99 2.86 3.74 4.54 5.10六、實(shí)驗(yàn)拓展：比例運(yùn)算電路加法運(yùn)算電路加法定標(biāo)電路減法運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、畫出各實(shí)驗(yàn)電路圖并整理相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果。2、總結(jié)集成運(yùn)算放大器的各種運(yùn)算功能。 同相輸入比例運(yùn)算、加法運(yùn)算、減法運(yùn)算、積分運(yùn)算、微分運(yùn)算3、總結(jié)輸入電壓大小對(duì)運(yùn)放電路工作狀態(tài)（線性工作狀態(tài)和非線性工作狀態(tài)）的影響。 如果是開環(huán)作比較，只要不超過電源電壓即可。如果是閉環(huán)作放大，放大后的電壓不大于電源電壓即可，否則會(huì)飽和，造成吃波開的現(xiàn)象八、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：1、因?yàn)槔碚撜n尚未對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行介紹，故在預(yù)