集成运算放大器的基本应用模拟运算电路.docx
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集成运算放大器的基本应用模拟运算电路
实验题目:
集成运算放大器的基本应用─模拟运算电路
实验时间：
_2016年11月14号________
班级：
___14物本2班____学号:
_2014294222_____姓名：
_梁国烈___
一、实验预习
1、实验目的
（1）熟悉集成运放的正确使用方法。
（2）研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。
2、实验原理及内容（简明扼要，主要是实验接线图）
（一）实验原理
（1）反相比例运算电路。
反相比例运算电路原理如图3－8所示。
对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为
为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2＝R1//RF。
图3－8反相比例运算电路
（2）同相比例运算电路。
同相比例运算电路原理如图3－9（a），它的输出电压与输入电压之间的关系为
，R2＝R1//RF
当R1→∞时，UO＝Ui，即得到如图3－9（b）所示的电压跟随器。
图中R2＝RF，用以减小漂移和起保护作用。
一般RF取10KΩ，RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
（a）同相比例运算电路（b）电压跟随器
图3-9同相比例运算电路
（3）反相加法电路。
反相加法电路原理如图3－10所示，输出电压与输入电压之间的关系为：
其中R3＝R1//R2//RF
图3－10反相加法运算电路
（4）差动放大电路（减法器）
差动放大电路原理如图3-11所示，当R1＝R2，R3＝RF时，有如下关系式
图3－11减法运算电路
（二）实验内容与步骤
实验前要看清运放组件各管脚的位置，切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
1．反相比例运算电路
（1）将μA741芯片插入THM-3实验箱上8P圆针插座中，（芯片方向与圆针插座方向应一致）；按图3-8连接实验电路，接通±12V电源，将信号输入端对地短接（即使Ui＝0），调节调零电位器RW，用万用表的直流电压档测量芯片的6脚输出端，使Uo＝0，完成运放调零。
（2）断开信号输入接地端，调节TFG6930A函数信号发生器，将输出f＝100Hz，ui＝0.5V峰峰值的正弦交流信号接到反相比例电路的输入端，用交流毫伏表测量出Ui和UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记入表3-17。
2.同相比例运算电路
（1）按图3－9（a）连接实验电路，同样输入ui＝0.5V，f＝100Hz的交流信号，实验步骤同内容1，将结果记入表3－18。
3.反相加法运算电路
（1）按图3－10连接实验电路，先进行调零。
（2）输入信号采用直流信号，图3-12所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2，实验时用万用表直流电压档测量输入电压Ui1、Ui2（且要求均大于零小于0.5V）及输出电压UO，记入表3－20。
图3-12简易可调直流信号源
4．减法运算电路
（1）按图3－11连接实验电路，先进行调零。
（2）采用直流输入信号（使用图3-12的直流信号源），实验步骤同内容3，将测量数据记入
表3－20。
3、所用仪器设备
模拟运算电路实验所需仪器设备见表3-16。
表3-16实验仪器设备
序号
名称
型号规格
数量
1
模拟电路实验箱
THM-3
1
2
函数信号发生器
TFG6930A
1
3
双踪示波器
V-252,20MHZ
1
4
交流毫伏表
DF2170C
1
5
数字万用表
VC9801A+
1
4、预习思考题
（1）复习教材中有关OTL放大电路部分内容，理解其工作原理。
（2）利用仿真软件仿真本实验的实验内容。
（3）电路中C2和R构成什么电路？
有什么作用？
二、实验原始记录（实验完成后必须要经过实验指导教师签名认可）
画出实验所需要的各种记录表格
表3-17反相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
Au
实测值
计算值
表3-18同相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
AV
实测值
计算值
表3-20反相加法运算电路的测量
Ui1（V）
Ui2（V）
实际值
理论值
表3－20减法运算电路的测试
Ui1（V）
Ui2（V）
理论值
实测值
三、实验报告
1、数据处理（数据表格、计算结果、误差、结果表达、曲线图等）
表3-17反相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
Au
0.51
4.92
实测值
-9.61
计算值
-10
表3-18同相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
AV
0.516
5.48
实测值
10.62
计算值
11
表3-20反相加法运算电路的测量
Ui1（V）
0.15
0.20
0.40
0.20
Ui2（V）
0.31
0.31
0.41
0.45
理论值
-0.30
-3.55
-6.10
-4.20
实测值
-3.08
-3.59
-6.03
-4.11
表3－20减法运算电路的测试
Ui1（V）
0.45
0.38
0.31
0.26
Ui2（V）
0.39
0.43
0.29
0.24
理论值
-0.56
0.35
-0.30
-0.24
实测值
-0.66
0.42
-0.34
-0.27
2、结论
对实验内容1和2波形，会发现U0方向正好相反，正是同相和反相的差别，我在做实验6是，发现直流电源不通电源是会得到完全不同的输出波形，只有接通是得到正确波形，因为在不通时，电路已经变了。
3、讨论
（1）实验前要看清运放组件各管脚的位置，切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
（2）输入信号是先按实验所给的值调好信号源再加入运放端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可以不用调零。
年月日
（注：
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