集成運(yùn)放線性運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

1、集成運(yùn)放線性運(yùn)算實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究由集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法和減法等基本運(yùn)算電路的功能。2、了解運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。3、熟悉典型集成運(yùn)放應(yīng)用電路的接線和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時(shí)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。 理想運(yùn)算放大器特性在大多數(shù)情況下，將運(yùn)放視為理想運(yùn)放，就是將運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化，滿足 下列條件的運(yùn)算放大器稱為理想運(yùn)放。開環(huán)電壓增益 Aud=x輸入阻抗n=x輸

2、出阻抗ro=0帶寬fBW=x失調(diào)與漂移均為零等。理想運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要特性：(1) 輸出電壓Uo與輸入電壓之間滿足關(guān)系式Uo= Aud (U + U-)由于Aud二汽 而Uo為有限值，因此，U + U-即U + U，稱為 虛短”(2) 由于仃=*，故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即Iib = 0,稱為 虛斷” 這說明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸取電流極小。上述兩個(gè)特性是分析理想運(yùn)放應(yīng)用電路的基本原則，可簡(jiǎn)化運(yùn)放電路的計(jì)算。基本運(yùn)算電路1)反相比例運(yùn)算電路電路如圖1所示。對(duì)于理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為為了減小輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差， 在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻 R2=

3、R1 / FFUo 占U圖R1反相比例運(yùn)算電路圖2反相加法運(yùn)算電路2）反相加法電路電路如圖2所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為UO（ - Ui1 Ui2 ）R3= R1/R2/RFR1R24）差動(dòng)放大電路（減法器）對(duì)于圖3所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng) Ri= R2, R3= Rf時(shí)，有如下關(guān)系式圖3 減法運(yùn)算電路圖三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、±5V直流電源2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、數(shù)字萬用表5、示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4、集成運(yùn)算放大器 卩A7416電阻器、電容器若干實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否 則將會(huì)損壞集成塊。1、反相比例運(yùn)算電路1）按圖1連接實(shí)驗(yàn)電路，接

4、通±5V電源，輸入端對(duì)地短路，進(jìn)行調(diào)零和消振。2）輸入f二100Hz, Uipp二0.5V的正弦交流信號(hào)，測(cè)量相應(yīng)的Uo，并用示波器觀察uo和ui的相位關(guān)系，記入表8-1。表 1 Uipp= 0.5V， f= 100HzUipp(V)U0pp(V)波形UO波形Av0.5實(shí)測(cè)值計(jì)算值2、反相加法運(yùn)算電路1）按圖2連接實(shí)驗(yàn)電路。按上述步驟調(diào)零和消振。2）輸入信號(hào)采用直流信號(hào)，圖4所示電路為簡(jiǎn)易直流信號(hào)源，由實(shí)驗(yàn)者自行完成實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意選擇合適的直流信號(hào)幅度以確保集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。用直流電壓表測(cè) 量輸入電壓Ui1、Ui2及輸出電壓UO，記入表2。圖4簡(jiǎn)易可調(diào)直流信號(hào)源Ui1（V）Ui2（V）Uo（V）3、減法運(yùn)算電路1）按圖3連接實(shí)驗(yàn)電路。調(diào)零和消振。2）采用直流輸入信號(hào)，實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容 2,記入表3表3Ui1（V）Ui2（V）Uo（V）五、實(shí)1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）。2、將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。3、分析討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。六、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)集成運(yùn)放線性應(yīng)用部分內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)計(jì)算各電路輸出電壓的理 論值。2、查閱uA741集成運(yùn)放相關(guān)資料，熟悉引腳功能和使用方法。3、 在反相加法器中，如Ui1和Ui2均米用直流信號(hào)，并選定 Ui2= 1V，當(dāng)考慮