《电路与电子技术仿真与实践》-吴霞-电子教案 实验2.3 运算放大器的线性运用

实验2.3 运算放大器的线性应用,模拟电子技术实验,2.掌握集成运算放大器调零功能。,3. 掌握利用集成运算放大器实现比例、加减运算电路的基本方法。,2. 根据模拟电路实验箱上的741运算放大器，设计,一个能实现Uo=3Ui的运算电路，并要求：,用表格的形式验证Uo=3Ui的运算电路，并画出电路的传输特性曲线。,3. 设计一个能实现Uo=2Ui1-5Ui2+3Ui3的运算电路，要求用表格的形式进行验证。,对该电路进行调零，写出“调零” 步骤。,四、实验原理及步骤,对于理想化了的运放，它有一个“虚断”的特点，即I+=I-=0。 当理想运放工作在线性状态下时，它有一个十分突出的特点，就是“虚接”(或称“虚短”)的特点，即U+=U-。,在线性运用的电路设计时，均可利用运放这两个特点来推导输入、输出关系。要充分利用运放线性运用的公式进行设计、选择参数，以满足题目的要求。,举例：下面是一个反相比例电路,所以在做线性运用电路的实验时，要注意输入电压的取值应保证运放工作在线性区。,这说明在负反馈时运放并不一定工作在线性区。运放工作在线性区与输入电压有关。运放只有工作在深度负反馈时才工作在线性区。当运放工作在非线性区时，输出电压保持不变，其值取决于电源电压，且略小于电源电压(正、负饱和值大小略有差异)。,Off1 U U12V,741管脚图,调零端子,741放在14个管脚的双列插座,NC+12V Uo off2,空脚,电源,同相输入,输出,4Uo 4U 4U+ 15V 3U+ 3U 3Uo,同相输入,1Uo 1U 1U+15V 2U+ 2U 2Uo,反相输入,324管脚图,电源,输出,电源,传输特性,1.判断运放好坏的简便电路,利用运放非线性应用的过零比较器电路来判断：,由于输入失调的存在，运放在输入为零时，输出并不为零。由于本次实验采用带调零端子的741芯片做实验，所以可采用右图所示的调零电路进行调零。,Uo=2Ui 调零电路,2. 举例：Uo=2Ui的调零电路,方法：对照741管脚图，完成Uo=2Ui的运算实验电路 的连接后，使Ui接地，用万用表直流200mV挡监测输出是否为零，如不为零，则调节10k电位器使得输出为零。,画出该电路的传输特性曲线。,3. Uo=3Ui的运算电路的测试验证。将-5V+5V可调电位器接入Uo=3Ui的运算电路输入端Ui ，调节输入电位器，用万用表直流20V挡监测输出端，使得输出分别达到-Uom和+Uom，记录相应的Ui值。,继续调节电位器，使得输出在线性范围内达到负值到正值变化，记录相应的Ui、Uo数据。,4. 按照所设计的Uo=2Ui1-5Ui2+3Ui3的运算电路接线，其中两个输入可用-5V+5V可调电位器,第三个输入可通过可调电阻和±5V电源搭建。操作方法同上。,五、实验报告要求,1. 画出判断运放好坏电路。简要地写出实验步骤。,2. 画出Uo=2Ui调零实验电路，写出调零步骤。,4.设计和说明Uo=2Ui1-5Ui2+3Ui3实验电路和参数，画出表格，简要写出实验的步骤。,6. 根据Uo=3Ui表格中数据，画出电路的传输特性曲线。,5. 完成表格中的数据测试。,3.设计和说明Uo=3Ui实验电路和参数，画出表格，简要写出实验的步骤。,7.根据测试数据，得出结论。完成思考题。,六、注意事项,注意±12V电源接入运放uA741的4、7脚时不要接反，否则会烧坏运算放大器。,无须调零时，可利用焊在箱内部的741芯片(标有A1、A2)来完成运放实验。但须注意，实验室的A1、A2芯片所需电源已与箱内±12V电源连接，只需打开模拟实验箱上的总电源开关及箱上±12V电源开关，就相当于A1、A2芯片供电电源已连上。,做调零时，必须用插在箱内插座上的uA741芯片，保证调零端子的接入。,注意凡是使用运放，必须先检查运放好坏。,