實(shí)驗(yàn)集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用第一頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、預(yù)習(xí)要求1.復(fù)習(xí)集成運(yùn)放線性應(yīng)用及基本運(yùn)算電路構(gòu)成，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求畫出電路，選擇元件參數(shù)，并計(jì)算各電路輸出電壓理論值及有關(guān)參數(shù)。2.在積分電路中，若R1=100K，C=4.7μF，求時(shí)間常數(shù)τ=？。若UI=0.5V，問要使U0=5V時(shí)，需多長(zhǎng)時(shí)間，設(shè)UC（0）=0。第二頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)方法；2.掌握運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的調(diào)試及其參數(shù)測(cè)試方法。第三頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、實(shí)驗(yàn)原理

集成運(yùn)算放大器是一個(gè)高增益、高輸入阻抗的組件。若在其輸出與輸入端加上負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò),則可實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)算功能的電路。如反饋網(wǎng)絡(luò)為線性電路時(shí)，運(yùn)算放大器則可實(shí)現(xiàn)：比例、加法、減法、微分和積分等功能。如反饋網(wǎng)絡(luò)為非線性電路時(shí)，運(yùn)算放大器則可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)、乘和除等功能。為了提高運(yùn)算放大器精度，必須克服輸入失調(diào)電壓和電流的影響。調(diào)節(jié)零點(diǎn)和相位補(bǔ)償，即“調(diào)零”和“消振”，是集成運(yùn)放應(yīng)用中必須注意的兩個(gè)重要問題。第四頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.加法器反相加法運(yùn)算電路如圖，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算UO－10(UI1+UI2)選擇R1、R2、R3及RF值，按表驗(yàn)證。(RF=100KΩ、R1=R2=10K，R3＝5.1K)UI1（V）U（V）U0計(jì)算值U0實(shí)驗(yàn)值0.20.50.5－0.2－0.3－0.5UI1U0RFRW100KUI2R1R2R3+12V–12V+–+∞+-第五頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二

注意：運(yùn)算電路UI1和UI2采用直流小信號(hào)，一般要求︱UI1+UI2︱＜1V。實(shí)驗(yàn)時(shí)，輸入直流小信號(hào)由模擬實(shí)驗(yàn)箱配置直流小信號(hào)源提供，通過調(diào)整電位器獲得需要直流電壓小信號(hào)（－0.5V～＋0.5V）。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)量不同組別輸入電壓UI1和UI2及輸出電壓Uo?？烧{(diào)直流小信號(hào)源及原理電路圖第六頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.減法器

實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算

電路如圖

若實(shí)現(xiàn)運(yùn)算：

UO=10（UI2

－

UI1）

選擇R1、R2、R3、RF之值。并按表驗(yàn)證之。

注意：要求

︱UI2-UI1︱＜1V。

(設(shè)RF=100KΩ,R1=10K)

RW100KUI2U0UI1R1R2R3+12V–12V+–+∞RF+-UI1（V）UI2（V）U0計(jì)算值U0實(shí)驗(yàn)值0.50.70.4－0.3－0.2－0.3第七頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.積分運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)電路如圖。(1)輸入正弦信號(hào)，幅度2V，f=500Hz和f=1KHz。用雙蹤示波器觀察記錄UO與Ui的波形幅度和相位，分析是否符合積分關(guān)系。RF1MΩUIU0R1R3RW100K+12V–12V+–+∞C0.1μF+-+-10K10K第八頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二

(2)輸入方波信號(hào)，峰峰值幅度為±2V，頻率f=500Hz。令當(dāng)UO=0V（或UC（0）=0V）時(shí)，t=0。計(jì)算t=0.5ms、1.5ms、2.5ms時(shí)的UO值。并畫出對(duì)應(yīng)的UO波形。用雙蹤示波器觀察記錄UO的波形。注意相位和幅度，將計(jì)算值畫出的波形與實(shí)測(cè)的UO波形對(duì)比是否一致，為什么？UI（V）1V-1V1VUO000.51.52.50.51.52.5t/mst/ms-1V第九頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.微分運(yùn)算電路（選做)微分電路如圖所示，當(dāng)運(yùn)算放大器的開環(huán)增益足夠大時(shí):i1(t)=Cdui(t)/dt,uo(t)=-RFiF(t)=-RFCdui(t)/dt，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓與輸入電壓的微分關(guān)系。當(dāng)輸入電壓ui(t)＝Umsinωt時(shí)，輸出電壓uo(t)=UmωRFCcosωt。實(shí)際電路應(yīng)在C2兩端并聯(lián)電阻R2，在C1一端串入電阻R1，解決直流漂移、高頻噪聲等問題。分別輸入正弦信號(hào)和三角波信號(hào)，用雙蹤示波器觀察記錄輸入和輸出波形，分析之間關(guān)系。第十頁(yè)，共十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求畫出電路，選擇元件參數(shù)，并計(jì)算各電路輸出電壓理論值，把實(shí)驗(yàn)測(cè)量值與理論值比較，說明實(shí)驗(yàn)電路的功能。2.在積分電路中，