电路实验集成运算放大器线性应用.ppt

集成运算放大器集成运算放大器的线性应用的线性应用一．实验目的一．实验目的　　　１．深刻理解集成放大器工作性工作区　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　时，遵循的两条基本原则——虚短、虚断２．熟悉集成运算放大器的线性应用３．掌握比例运算、加法、减法、积分运算等电路二．实验原理二．实验原理１．集成运算放大器是一种高电压放大倍数的多级直耦放大电路，在深度负反馈条件下，集成运放工作性工作区，它遵循两条基本原则：　 1）虚短：Ui = U－－U+≈0　　 2）虚断：IN ≈ IP ≈ 0(非线性区也成立）　　用途：广泛应用于各种信号的运算、处理、测量以及信号的产生、变换等电路中１）比例运算电路　比例运算电路有反相输入和同相输入两种　　　(a)反相输入比例放大器，如图： 　闭环电压放大倍数为其中：其中：ＲＲ１１为输入回路电阻为输入回路电阻　　　　　　ＲＲf f为反馈电阻为反馈电阻　　　　　　ＲＲp p为直流平衡电阻为直流平衡电阻　　　　　　　　ＲＲＬＬ为负载电阻为负载电阻uiuo２．基本运算电路２．基本运算电路反相比例运算电路 该电路属于电压并联负反馈类型，运放的反相端具有虚地特性反相输入比例运算放大器的电压传输特性如图所示反相输入比例运算放大器的电压传输特性如图所示集成运放的最大输出电压幅度为UOM（一般比电源电压VCC小1~2V），因此不失真放大时，输入信号的最大幅度为：(b)(b)同相输入比例放大器及电压跟随器，如图：同相输入比例放大器及电压跟随器，如图：同相输入比例放大器 电压跟随器 若Rf = 0,R1 = ∞,则Auf = 1 电压串联负反馈电路２）加减运算电路２）加减运算电路a）加法运算电路，如图：　　输出电压输出电压若R1 = R2 = R3 = Rf，则U0 = -(Ui1+Ui2+Ui3) 反相加法器b）减法运算电路，如图：输出电压当R1 = R2 = R3 = Rf时， 减法运算电路 U0 = Ui2-Ui1３）积分运算电路，如图３）积分运算电路，如图：输出电压输出电压 （a）积分器基本电路 （b）积分器实际电路 为何实际电路中，在电容Ｃ两端并一电阻？思考： iic三．实验内容三．实验内容１．反相输入比例运算电路１．反相输入比例运算电路1 1）按图示电路接线，标出）按图示电路接线，标出op07op07引脚，运放电源电压为引脚，运放电源电压为±12V±12V，，R R1 1 =10K =10K，，R Rf f = 100K= 100K，，R Rp p = R = R1 1//R//Rf f，输入直流信号，输入直流信号U Ui i，测出输出电压，测出输出电压U Uo o及反相端电位及反相端电位U UN N，测量结果填入表，测量结果填入表1.5.11.5.1（（根据表根据表1.5.11.5.1可绘出电压传输特性可绘出电压传输特性））2 2）观察电压传输特性）观察电压传输特性输入信号加输入信号加f f = 1KHz = 1KHz，，U Ui i = = 2V2V（（有效值有效值））的的正弦交流正弦交流电压，用电压，用示波器观察示波器观察电压传输特性，电压传输特性，CH1CH1接接u ui i、、CH2CH2接接u uo o，且测出电压传输特性转折，且测出电压传输特性转折点的坐标值点的坐标值，记录特性曲线及数，记录特性曲线及数据，计算出线性工作区直线的斜率。

据，计算出线性工作区直线的斜率uiuo+12V-12V10K100K100K//10K５．积分器５．积分器按图按图1.5.61.5.6（（b b）示电路接线，取）示电路接线，取R = 10KΩR = 10KΩ，，C = 0.1C = 0.1μ μF F，，R Rf f = = 1MΩ1MΩ，，R Rp p = 10KΩ= 10KΩ1 1）输入加）输入加方波方波信号信号u ui i，频率，频率f f =500Hz =500Hz，，峰值峰值U Up-pp-p = 2V= 2V，用示波器观察且记录输，用示波器观察且记录输入波形入波形u ui i，输出波形，输出波形u uo o，测出输出波形，测出输出波形的峰峰值的峰峰值U Uoppopp，且与理论值相比较且与理论值相比较 )( )2) (2) (选做）输入加选做）输入加正弦正弦信号，频率信号，频率f f =500Hz =500Hz，，峰值峰值U Uimim = = 1V1V，用示，用示波器观察且记录输入波形波器观察且记录输入波形u ui i，输出波形，输出波形u uo o，指出，指出u ui i与与u uo o的相位的相位关系，且测出输出波形的峰值关系，且测出输出波形的峰值U Uomom，与理论值相比较。

与理论值相比较３．加法器３．加法器设计且接好一加法器，实现uo o = –10(ui1+ ui2)，加直流输入信号Ui1、Ui2（数值自己决定，但应保证运放工作性区），测出输出电压Uo oTHE END !。