5集成運(yùn)放電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：學(xué)號(hào)：日期：成績(jī) ：課 程 名模擬電子實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室名模 電 實(shí) 驗(yàn) 室稱稱實(shí)驗(yàn)集成運(yùn)放電路名稱同組指導(dǎo)同學(xué)老師一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究由集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(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。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

2、大器稱為理想運(yùn)放。開環(huán)電壓增益輸入阻抗Aud=ri= 輸出阻抗ro=0帶寬fBW=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UOAud（U+U）由于 Aud=，而 UO為有限值，因此， U+U 0。即 U+U，稱為“虛短”。（2）由于 ri= ，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?；具\(yùn)算電路1) 反相比例運(yùn)算電路電路如圖 61 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

3、流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻 R2R1 / RF 。圖 61反相比例運(yùn)算電路圖 6 2反相加法運(yùn)算電路2) 反相加法電路電路如圖 62 所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為R3R1 / R2 / RF3) 同相比例運(yùn)算電路圖 63(a) 是同相比例運(yùn)算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為R2R1 / RF當(dāng) R1時(shí)， UOUi ，即得到如圖 63(b) 所示的電壓跟隨器。圖中 R2RF，用以減小漂移和起保護(hù)作用。一般 RF 取 10K， RF 太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。(a)同相比例運(yùn)算電路(b)電壓跟隨器圖 6-3 同相比例運(yùn)算電路4) 差動(dòng)放大電路（減法器）

4、對(duì)于圖 6-4 所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)R1R2，R3RF時(shí)， 有如下關(guān)系式圖 64減法運(yùn)算電路圖圖6-5積分運(yùn)算電路三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、 12V 直流電源2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、交流毫伏表4 、直流電壓表5、集成運(yùn)算放大器A7411電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(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 61 連接實(shí)驗(yàn)電路，接通 12V 電源，輸入端對(duì)地短路，進(jìn)行調(diào)零和消振。2) 輸入 f 100Hz，Ui 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 6-1 。表

5、 6-1 Ui 0.5V ，f 100HzUiU0（V）ui 波形uO波形AV（ V）0.53-5.30實(shí)測(cè)計(jì)算83值值-9.87-1062、同相比例運(yùn)算電路1) 按圖 63(a) 連接實(shí)驗(yàn)電路。 實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容 1，將結(jié)果記入表 62。2) 將圖 63(a) 中的 R1斷開，得圖 63(b) 電路重復(fù)內(nèi)容 1) 。表 626-3 （a） Ui 0.5Vf 100HzUiUO(Vui 波形uO波形AV（V）)實(shí)測(cè)計(jì)算0.535.94值值711.0611表 626-3 （b）UiUO(Vui 波形uO波形AV（V）)實(shí)測(cè)計(jì)算值值0.540.561.041表 6-26-3 （b）3、 反相加法運(yùn)算

6、電路1) 按圖 62 連接實(shí)驗(yàn)電路。調(diào)零和消振。2) 輸入信號(hào)采用直流信號(hào)， 圖 66 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 63。圖 66簡(jiǎn)易可調(diào)直流信號(hào)源表 6-3Ui1(V)-1-1-1-1-1Ui2(V)1.81.71.61.51.4UO(V)-8.26-7.15-6.32-5.12-4.434、減法運(yùn)算電路1) 按圖 64 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 3，記入表 64。表 64Ui1(V)0.300.400.

7、150.10-0.05Ui2(V)0.650.650.650.650.65UO(V)-5.45-5.946.33-6.72-7.27五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、 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。從計(jì)算結(jié)果可知 , 實(shí)驗(yàn)測(cè)得結(jié)果與理論值相比都偏大一點(diǎn) , 原因是在分析模擬運(yùn)算電路的輸出與輸入之間的關(guān)系時(shí) , 為簡(jiǎn)單計(jì)算 , 一般都將運(yùn)放視為理想運(yùn)放 , 但是 , 實(shí)際運(yùn)放與理想運(yùn)放的性能參數(shù)是有差異的 , 實(shí)際運(yùn)放并不是理想的 , 存在是調(diào)溫度飄移誤差 , 以及閉環(huán)增益誤差在分析因此產(chǎn)生的運(yùn)算誤差時(shí) , 一般只考慮主要影響因素 , 則運(yùn)算參數(shù)的非理想性引起運(yùn)算誤差 . 再者就是測(cè)量時(shí)在操

8、作過程中也會(huì)出現(xiàn)人為的測(cè)量不精確以及系統(tǒng)誤差 , 這些都會(huì)造成是測(cè)量值與理論之間的誤差的結(jié)果 .2、 分析討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行調(diào)零時(shí)電壓太大很難調(diào), 操作過程中會(huì)出現(xiàn)失調(diào)的現(xiàn)象 .實(shí)際運(yùn)放并不是理想的 ,存在失調(diào)、溫度漂移誤差,以及閉環(huán)增益誤差。也即在輸入端無信號(hào)輸入時(shí),輸出端仍輸出不為零的電壓。雖然可以試嘗通過運(yùn)放的調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)節(jié)使輸出端電壓趨于零。但集成運(yùn)放調(diào)零電路是以改變差動(dòng)輸入級(jí)的對(duì)稱性來實(shí)現(xiàn)調(diào)零的,調(diào)零作用過大時(shí) ,差動(dòng)輸入級(jí)的對(duì)稱性就會(huì)嚴(yán)重失配,從而使集成運(yùn)放的共模抑制性能變壞。而且在集成運(yùn)放外接電路電阻阻值過大時(shí),失調(diào)電流的影響較嚴(yán)重,用調(diào)零的方法來補(bǔ)償失調(diào)輸出,勢(shì)必造成差動(dòng)輸入級(jí)的嚴(yán)重失衡,以至?xí)?/p>