集成運算放大器的基本應(yīng)用-模擬運算電路

一、實驗?zāi)康?/strong>

1、 掌握用集成運算放大器組成的比例、加法、減法、積分等運算電路的性能及其測試方法。

2、 了解μA741運算放大器使用中的一些注意事項。

二、實驗設(shè)備

雙蹤示波器 函數(shù)信號發(fā)生器

交流毫伏表 直流穩(wěn)壓源

數(shù)字萬用表 子板-集成運放電路實驗板

模擬實驗箱

三、預備知識

1、 直流信號源

圖7-1所示直流信號源由A5實驗板左測提供。將±12V電源接入A5實驗板，調(diào)節(jié)信號源兩電位器，可在-5V～+5V范圍內(nèi)分別獲得兩路獨立可調(diào)的直流信號；電壓選擇按鍵按下時，兩路直流信號的可調(diào)范圍則為-0.5V～+0.5V。

該直流信號源在以下比例放大、加法、減法、積分等運算電路中均有應(yīng)用。μA741圖7-2（a）所示構(gòu)成的反相比例運算電路， μA741是一個高增益的直流放大器，屬第二代通用型運放，其DIP封裝的引腳分布如圖7-2所示。

圖7-2 μA741 DIP封裝

四、實驗內(nèi)容及要求

1、反相比例運算放大器：

圖7-3反相比例運算放大器原理圖

實驗電路如圖7-3，試確定電路中元件參數(shù)，以實現(xiàn)Vo ＝－10Vi **的運算關(guān)系。

(1) 調(diào)零：比例運算電路首先要進行閉環(huán)調(diào)零。按圖7-3連接電路，調(diào)整Rp=9.1KΩ，令輸入V i =0，用萬用表直流電壓擋監(jiān)測輸出電壓V 0 ，調(diào)節(jié)運算放大器的調(diào)零電位器 Ｒv1、Rv2 ，使V 0 ＝0V。

實驗操作-調(diào)整平衡電阻Rp為9.1K

實驗操作-調(diào)零

(2) 測量電壓放大倍數(shù)：用直流電壓表測量輸出電壓，驗證反相比例運算放大器的傳輸特性，測量Ui和U 0， 將數(shù)據(jù)記錄在表7-1中，并計算理論值與實測值之間的誤差。

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.8V

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.8V測量Vo

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.4V

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=-0.4V測量Vo

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=1V

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=1V測量Vo

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=1.2V

實驗操作-反向比例-輸入電壓Vi=1.2V測量Vo

（3）將V**i改為0.1～0.5V的正弦交流信號輸入時，觀察測量輸出波形，并記錄交流輸出結(jié)果。

實驗操作-反向比例-輸入正弦交流電壓Vi=0.1V有效值

實驗操作-反向比例-輸入正弦交流電壓Vi=0.1V有效值測量Vo

實驗操作-反向比例-輸入正弦交流電壓Vi=0.1V有效值輸入輸出波形

2、反相輸入加法器：

實驗電路如圖7-4所示，試確定電路中元件參數(shù)，以實現(xiàn) Vo ＝－10(V**i1 ＋V* i2 * )** 。

注意： 調(diào)整Rp=6.2KΩ，合理給定直流輸入電壓信號Vi1、V**i2的量值。

圖7-4 反相輸入加法器原理圖

實驗操作-調(diào)整平衡電阻Rp為6.2K

實驗操作-反相加法輸入Vi1=0.1V

實驗操作-反相加法輸入Vi2=0.2V

實驗操作-反相加法輸入0.1V、0.2V測量輸出Vo

實驗操作-反相加法輸入Vi1=0.1V

實驗操作-反相加法輸入Vi2=-0.2V

實驗操作-反相加法輸入0.1V 、-0.2V測量輸出Vo

3、差動輸入減法器：

實驗電路如圖7-5，試確定電路中元件參數(shù)，以實現(xiàn) Vo ＝10(V**i2 －V**i1 )** 。

注意： 調(diào)整Rp=100KΩ，合理給定直流輸入電壓信號Vi1、V**i2的量值。

圖7-5 差動輸入減法器原理圖

實驗操作-調(diào)整平衡電阻Rp為100K

實驗操作-減法運算輸入Vi2=0.2V

實驗操作-減法運算輸入Vi1=0.1V

實驗操作-減法運算輸入0.2V、0.1V測量輸出Vo

實驗操作-減法運算輸入Vi2=-0.2V

實驗操作-減法運算輸入Vi1=0.1V

實驗操作-減法運算輸入-0.2V、0.1V測量輸出Vo

*4、反相輸入積分器：

實驗電路如圖7-6所示：輸入信號為正弦信號或為1000～5000Hz、2V的方波信號時，分別觀測并記錄輸出信號的波形。

圖7-6 反相輸入積分器原理圖

*5、電壓跟隨器：

實驗電路如圖7-7所示，輸入正弦電壓信號，令Vi=2V，將示波器置“X—Y”工作模式，并選擇合適量程。由于Vi、Vo同頻同相，故利用李沙育波形合成法可以觀測電壓跟隨器的電壓傳輸特性。記錄示波器所顯示的波形，并標注其坐標參數(shù)。

圖7-7 電壓跟隨器原理圖