運放常用電路

實驗八集成運放的應用（一）實驗目的掌握集成運放的線性應用。進一步熟悉電路的安裝和電路參數(shù)的測試方法。預習要求認真復習運放的有關內(nèi)容以及本教材中的實驗原理部分。根據(jù)實驗內(nèi)容，畫好標有元件值的實驗電路，選定電路所需的元件。實驗原理運算放大器是具有兩個輸入端，一個輸出端的高增益、高輸入阻抗的電壓放大器。若在它的輸出端和輸入端之間加上反饋網(wǎng)絡就可以組成具有各種功能的電路。當反饋網(wǎng)絡為線性電路時可實現(xiàn)乘、除等模擬運算等功能。運算放大器可進行直流放大，也可進行交流放大。Rff使用運算放大器時，調(diào)零和相位補償是必須注意的兩個問題，此外應注意同相端和反相端到地的直流電阻等，以減少輸入端直流偏流引起的誤差。反相比例放大器電路如圖1所示。當開環(huán)增益為8（大于104以上）時，反相放大器的閉環(huán)增益為：I1由上式可知，選用不同的電阻比值Rf/虬，I1由上式可知，選用不同的電阻比值Rf/虬，AufW以大于1，也可以小于1。若R1=Rf，則放大器的輸出電壓等于輸入電壓的負值，因此也稱為反相器。RR圖2同相比例放大器放大器的輸入電阻為：Ri^RRR圖2同相比例放大器直流平衡電阻為：Rp=Rf//R］。其中，反饋電阻日三不能取得太大，否則會產(chǎn)生較大的噪聲及漂移，其值一般取幾十千歐到幾百千歐之間。氣的值應遠大于信號源的內(nèi)阻。同相比例放大器、同相跟隨器同相放大器具有輸入電阻很高，輸出電阻很低的特點，廣泛用于前置放大器。電路原理圖如圖2所示。當開環(huán)增益為8（大于104以上）時，同相放大器的閉環(huán)增益為：

'Rf=1+R1AJ亙大于1。ufR.'Rf=1+R1AJ亙大于1。ufR.=ric(2)由上式可話，R］為有限值，同相放大器的輸入電阻為：其中：《是運放同相端對地的共模輸入電阻，一般為108Q；放大器同相端的直流平衡電阻為：Rp=Rf//R］。若％—8(開路)，或Rf=0，則A”f為1，放大器幾乎不從信號源吸取電流，因此可視作電壓源，是比較理想的阻抗變換器。加(減)法器電路如圖3所示。當運算放大器開環(huán)增益為足夠大時，由于點￡為“虛地”，兩個輸入電壓可以彼此獨立地通過自身輸入回路的電阻轉換為電流，能精確地實現(xiàn)代數(shù)相加運算。其輸出電壓UO為：(3)(RR)=一片匕+RU2IR1R27(3)圖中：同相端的輸入電阻—Rp=Rf//R1//R2。若取R3=R2若取R3=R2=Rf2減法器。并使其中一個輸入信號Un經(jīng)過一級反相放大器，則加法器可以變?yōu)?，和反相端分別輸入信號％和u和反相端分別輸入信號％和ui2時，輸出電壓圖中：Rp1=Rf1/2,R3=R2=R其輸出電壓為：Uo=-(Uj2-U11)(4)差動放大器(減法器)電路如圖5所示。當運算放大器的同相端Uo為:RUo”節(jié)111、1當R］=R2,R3=Rf時，圖5電路為差動放大器，其差模電壓增益為：

a=U=R=R

udU-URR輸入電阻為：Rid=Ri+R2=2Ri輸出電壓為：RUO=R叫2-UI1）1當、=R2=R3=Rf時，圖5電路為減法器，輸出電壓為：U=U-U由于差動放大器具有雙端輸入1—單端輸出，共模抑制比較高的特點，因此，差動放大器通常作為傳感放大器或測量儀器的前置放大器。實驗設備名稱型號或規(guī)格數(shù)量雙蹤示波器日立V—2521直流穩(wěn)壓電源JWD—21函數(shù)信號發(fā)生器GFG-8020G1萬用表YX—960TR或其它型號1實驗內(nèi)容1.反相放大器的安裝與測試在圖1電路中，取R]=10kQ，Rf=100kQ，先根據(jù)1.反相放大器的安裝與測試在圖1電路中，取R]=10kQ，Rf=100kQ，先根據(jù)R1和Rf的值，算出該電路的電壓放大倍數(shù)Auo和直流平衡電阻Rp。然后根據(jù)虬、Rf、和Rp的值，安裝一個反相比例放大器。1）從放大器的輸入端輸入UI=1.5V的直流信號，用萬用表測量UO，判斷UO與§的相位關系，并根據(jù)下式計算電壓放大倍數(shù)Auf0Auf=UOI將A三與理論值比較，判斷是否與理論值相符。若誤差太大，則必須在運放電路中加裝調(diào)零電■，在無輸入信號的情況下，先將放大器的輸入端接地，接著調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使輸出信號為零。然后將接地線去掉，輸入直流信號進行測試。2）從放大器的輸入端輸入f=1kHz，Uim=0.2V的交流信號，用示波器測量輸入電壓的幅值Uim與輸出電壓的幅值U。判斷u.與u的相位關系。并計算電壓放大倍數(shù)\廣2.同相放大器的安裝與測試1°U在圖2電路中，取R]=10kQ，Rf=100kQ，算出該電路的電壓放大倍數(shù)A加直流平衡電阻Rp。然后根據(jù)R「Rf、和Rp的值，安裝一個同相比例放大器。UU=uoI將Auf與理論值比較，判斷是否與理論值相符。若誤差太大，則必須在運放電路中加裝auf1）輸入UI=1.5V的直流信號，用萬用表測量UO，判斷UOU=uoI將Auf與理論值比較，判斷是否與理論值相符。若誤差太大，則必須在運放電路中加裝auf調(diào)零電路，調(diào)好零后，才輸入直流信號進行測試。2）輸入f=1kHz，Uim=0.2V的交流信號，用示波器測量輸入電壓的幅值Uim與輸出電壓的幅值U。判斷u.與u的相位關系。并計算電壓放大倍數(shù)\廣3.電壓跟隨器'°U在圖2電路中，斷開R1與地的連接線。1）輸入UI=1.5V的直流信號，用萬用表測量UO，判斷UO與§的相位關系，并根據(jù)下式計算電壓放大倍數(shù)Af。u.UA=—oufUi將Af與理論值比較，判斷是否與理論值相符。若誤差太大，則必須在運放電路中加裝調(diào)零電堿，調(diào)好零后，才輸入直流信號進行測試。2）輸入f=1kHz，Uim=0.2V的交流信號，用示波器測量輸入電壓的幅值Uim與輸出電壓的幅值U。判斷u.與u的相位關系。并計算電壓放大倍數(shù)\廣4.加法摩1°u在圖3電路中，取R]=10kQ，R2=20kQ，Rf=100kQ，算出該電路的直流平衡電l?Rp。根據(jù)R]、Rf、和Rp的值，安裝一個加法器。1）輸入UI1=Ui2=1.5V的直流信號，用萬用表測量UO，判斷UO與UrUI2的相位關系，根據(jù)下式計算UO。U=-[RfU+RfUoIR11R12IV127將計算值與測量值比較，判斷是否相同。若誤差太大，則必須在運放電路中加裝調(diào)零電路，調(diào)好零后，才輸入直流信號進行測試。2）輸入f=1kHz，U.]=U.2=0.2V的交流信號，用示波器測量輸入電壓的幅值U