集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用-模擬運(yùn)算電路

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

1、 掌握用集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法、積分等運(yùn)算電路的性能及其測(cè)試方法。

2、 了解μA741運(yùn)算放大器使用中的一些注意事項(xiàng)。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

雙蹤示波器 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

交流毫伏表 直流穩(wěn)壓源

數(shù)字萬(wàn)用表 子板-集成運(yùn)放電路實(shí)驗(yàn)板

模擬實(shí)驗(yàn)箱

三、預(yù)備知識(shí)

1、 直流信號(hào)源

圖7-1所示直流信號(hào)源由A5實(shí)驗(yàn)板左測(cè)提供。將±12V電源接入A5實(shí)驗(yàn)板，調(diào)節(jié)信號(hào)源兩電位器，可在-5V～+5V范圍內(nèi)分別獲得兩路獨(dú)立可調(diào)的直流信號(hào)；電壓選擇按鍵按下時(shí)，兩路直流信號(hào)的可調(diào)范圍則為-0.5V～+0.5V。

該直流信號(hào)源在以下比例放大、加法、減法、積分等運(yùn)算電路中均有應(yīng)用。μA741圖7-2（a）所示構(gòu)成的反相比例運(yùn)算電路， μA741是一個(gè)高增益的直流放大器，屬第二代通用型運(yùn)放，其DIP封裝的引腳分布如圖7-2所示。

圖7-2 μA741 DIP封裝

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

1、反相比例運(yùn)算放大器：

圖7-3反相比例運(yùn)算放大器原理圖

實(shí)驗(yàn)電路如圖7-3，試確定電路中元件參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)Vo ＝－10Vi **的運(yùn)算關(guān)系。

(1) 調(diào)零：比例運(yùn)算電路首先要進(jìn)行閉環(huán)調(diào)零。按圖7-3連接電路，調(diào)整Rp=9.1KΩ，令輸入V i =0，用萬(wàn)用表直流電壓擋監(jiān)測(cè)輸出電壓V 0 ，調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器的調(diào)零電位器 Ｒv1、Rv2 ，使V 0 ＝0V。

實(shí)驗(yàn)操作-調(diào)整平衡電阻Rp為9.1K

實(shí)驗(yàn)操作-調(diào)零

(2) 測(cè)量電壓放大倍數(shù)：用直流電壓表測(cè)量輸出電壓，驗(yàn)證反相比例運(yùn)算放大器的傳輸特性，測(cè)量Ui和U 0， 將數(shù)據(jù)記錄在表7-1中，并計(jì)算理論值與實(shí)測(cè)值之間的誤差。

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.8V

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.8V測(cè)量Vo

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.4V

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.4V測(cè)量Vo

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=1V

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=1V測(cè)量Vo

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=1.2V

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入電壓Vi=1.2V測(cè)量Vo

（3）將V**i改為0.1～0.5V的正弦交流信號(hào)輸入時(shí)，觀察測(cè)量輸出波形，并記錄交流輸出結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入正弦交流電壓Vi=0.1V有效值

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入正弦交流電壓Vi=0.1V有效值測(cè)量Vo

實(shí)驗(yàn)操作-反向比例-輸入正弦交流電壓Vi=0.1V有效值輸入輸出波形

2、反相輸入加法器：

實(shí)驗(yàn)電路如圖7-4所示，試確定電路中元件參數(shù)，以實(shí)現(xiàn) Vo ＝－10(V**i1 ＋V* i2 * )** 。

注意： 調(diào)整Rp=6.2KΩ，合理給定直流輸入電壓信號(hào)Vi1、V**i2的量值。

圖7-4 反相輸入加法器原理圖

實(shí)驗(yàn)操作-調(diào)整平衡電阻Rp為6.2K

實(shí)驗(yàn)操作-反相加法輸入Vi1=0.1V

實(shí)驗(yàn)操作-反相加法輸入Vi2=0.2V

實(shí)驗(yàn)操作-反相加法輸入0.1V、0.2V測(cè)量輸出Vo

實(shí)驗(yàn)操作-反相加法輸入Vi1=0.1V

實(shí)驗(yàn)操作-反相加法輸入Vi2=-0.2V

實(shí)驗(yàn)操作-反相加法輸入0.1V 、-0.2V測(cè)量輸出Vo

3、差動(dòng)輸入減法器：

實(shí)驗(yàn)電路如圖7-5，試確定電路中元件參數(shù)，以實(shí)現(xiàn) Vo ＝10(V**i2 －V**i1 )** 。

注意： 調(diào)整Rp=100KΩ，合理給定直流輸入電壓信號(hào)Vi1、V**i2的量值。

圖7-5 差動(dòng)輸入減法器原理圖

實(shí)驗(yàn)操作-調(diào)整平衡電阻Rp為100K

實(shí)驗(yàn)操作-減法運(yùn)算輸入Vi2=0.2V

實(shí)驗(yàn)操作-減法運(yùn)算輸入Vi1=0.1V

實(shí)驗(yàn)操作-減法運(yùn)算輸入0.2V、0.1V測(cè)量輸出Vo

實(shí)驗(yàn)操作-減法運(yùn)算輸入Vi2=-0.2V

實(shí)驗(yàn)操作-減法運(yùn)算輸入Vi1=0.1V

實(shí)驗(yàn)操作-減法運(yùn)算輸入-0.2V、0.1V測(cè)量輸出Vo

*4、反相輸入積分器：

實(shí)驗(yàn)電路如圖7-6所示：輸入信號(hào)為正弦信號(hào)或?yàn)?000～5000Hz、2V的方波信號(hào)時(shí)，分別觀測(cè)并記錄輸出信號(hào)的波形。

圖7-6 反相輸入積分器原理圖

*5、電壓跟隨器：

實(shí)驗(yàn)電路如圖7-7所示，輸入正弦電壓信號(hào)，令Vi=2V，將示波器置“X—Y”工作模式，并選擇合適量程。由于Vi、Vo同頻同相，故利用李沙育波形合成法可以觀測(cè)電壓跟隨器的電壓傳輸特性。記錄示波器所顯示的波形，并標(biāo)注其坐標(biāo)參數(shù)。

圖7-7 電壓跟隨器原理圖