3集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路

GDOU-B-11-112廣東海洋大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)（學(xué)生用表)實(shí)驗(yàn)名稱集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路課程名稱電工學(xué)課程號(hào)學(xué)院(系)專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)日期一、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(wèn)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?？山M成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。1、理想運(yùn)算放大器特性理想運(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)算放大器稱為理想運(yùn)放。開(kāi)環(huán)電壓增益Aud=∞輸入阻抗ri=∞輸出阻抗ro=0帶寬fBW=∞失調(diào)與漂移均為零等。2、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UO＝Aud（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”。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。3、基本運(yùn)算電路1)反相比例運(yùn)算電路電路如圖6－1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)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻圖6－1反相比例運(yùn)算電路2)同相比例運(yùn)算電路圖6－2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)系為圖6－2同相比例運(yùn)算電路圖6－3電壓跟隨器當(dāng)R1→∞時(shí)，UO＝Ui，即得到如圖6－3所示的電壓跟隨器。圖中R2＝RF，用以減小漂移和起保護(hù)作用。一般RF取10KΩ，RF太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1直流電源＋12V1DZX-32函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1DZX-33交流毫伏表1DZX-34直流電壓表1DZX-35集成運(yùn)算放大器μA74116電阻器、電容器若干若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、反相比例運(yùn)算電路按圖6—1連接實(shí)驗(yàn)電路，調(diào)節(jié)兩直流電源使其輸出電壓為12V后，接入電路，輸入預(yù)先調(diào)節(jié)好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信號(hào)，用交流表測(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1。表1反相比例運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（Ui＝0.1V，f＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形電壓放大倍數(shù)AV0.50-5.17實(shí)測(cè)值計(jì)算值10.34102、同相比例運(yùn)算電路按圖6—2連接實(shí)驗(yàn)電路，按內(nèi)容1接入±12V電源，輸入預(yù)先調(diào)節(jié)好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信號(hào)，用交流表測(cè)量相應(yīng)的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，將結(jié)果記入表2。表2同相比例運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（Ui＝0.1Vf＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形電壓放大倍數(shù)AV0.535.92實(shí)測(cè)值計(jì)算值11.17113、電壓跟隨器按圖6—3連接實(shí)驗(yàn)電路，接通±12V電源，輸入預(yù)先調(diào)節(jié)好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信號(hào)，用交流表測(cè)量相應(yīng)的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，將結(jié)果記入表3。表3電壓跟隨器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（Ui＝0.1Vf＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形電壓放大倍數(shù)AV0.510.51實(shí)測(cè)值11五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、熟悉集成運(yùn)算放大器μA741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。2、實(shí)驗(yàn)時(shí)所選用的直流信號(hào)幅度一定要小于0.5V。3、在積分運(yùn)算電路中，如果等到UO已經(jīng)開(kāi)始增大后想重新測(cè)量，必須先要給電容放電。放電的方法是在電容器兩端直接并聯(lián)一個(gè)10電阻，只要短暫并聯(lián)即可。4、在積分運(yùn)算電路中，如果輸出電壓UO變化太快，請(qǐng)嘗試換一個(gè)電容值大一些的電容。六、思考題1、在積分運(yùn)算電路中，為什么輸出電壓UO增大到10.3V（各組的測(cè)量值略有差異）后，不再增大？2、在積分運(yùn)算電路中，如果輸出電壓UO變化太快，怎么辦？3、為什么在反相加法運(yùn)算電路和減法運(yùn)算電路中輸入信號(hào)采用小于0.5V的直流信號(hào)，大一些行嗎？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、整理并計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成各表中的計(jì)算。2、將上面各表中的理論計(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。