運算放大器信號運算電路

實驗六 運算放大器信號運算電路
一、 實驗?zāi)康模?br>1、 掌握運算放大器工作于線性區(qū)的特點，加深對運算放大器基本性質(zhì)的理解。

2、 熟悉由運算放大器組成的反相比例運算電路、電壓跟隨器、加法器、減法器和
積分電路的構(gòu)成，以及它們的運算關(guān)系。
二、 預(yù)習(xí)要求：
1、 閱讀本實驗的實驗原理，復(fù)習(xí)反相比例，電壓跟隨器，反相求和，減法器，積
分器的工作原理，寫出上述電路的函數(shù)關(guān)系式。

2、 按圖6－3 設(shè)計一個反相求和電路，使其滿足＝－10（ － ），計算
電阻、、
U0 i2 U i1 U
1 R 2 R R′ ，已知f ＝100 R KΩ 。
3、 按圖6－4 設(shè)計一個減法電路，使其滿足＝ － ，已知＝
10
0 U i2 U i1 U f R
KΩ ，計算1 、、。 R 2 R 3 R
三、 驗原理和實驗電路
在分析運算放大器信號運算電路時，必須掌握運算放大器工作于線性區(qū)的特點，運
算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)是很高的，一般運放的開環(huán)差模增益都大于80dB（即放大倍
數(shù)以上），所以要使運放工作于線性區(qū)必須引入深反饋，以減小兩個輸入端的凈輸
入電壓，也就是說運放工作于線性區(qū)時同相輸入端于反相輸入端的電壓接近于零，即
，運放工作于線性區(qū)的這一特點簡稱“虛短”，即不是真正短路。又因運放的
輸入電阻很高（晶體管組成的運放大于2
104
+ U ≈ ? U
MΩ ，場效應(yīng)管作出的運放大于106 MΩ ），
所以運放兩個輸入端的電流可視為零，即＝0， ＝0，這是運放工作于線性區(qū)的第
二個特點，稱為“虛斷”。掌握了運放的這兩個特點，分析運算放大器信號運算電路就
十分簡便。
? I + I
1、 反相比例運算電路：

式中負(fù)號表示輸出電壓于輸入電壓相位相反。
反相比例運算放大器是電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，所以其輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強，

圖6-6 積分電路輸入方波時的輸入輸出波形
由上式可以看出輸出三角波幅值與輸入信號的幅值以及周期T 成正比，與時
間常數(shù)成反比。積分電路的誤差主要是由電容的運放不夠理想引起的。
Im U
R C 1
四、實驗儀器
模擬電路試驗學(xué)習(xí)機 一臺
數(shù)字萬用表 一塊
脈沖/函數(shù)發(fā)生器 一臺
晶體管毫伏表 一臺
五、實驗內(nèi)容
1、反相比例運放放大器
（1）按圖6－1 連接實驗電路，檢查無誤后閉合電源開關(guān)。

（3）由測量結(jié)果得出預(yù)算關(guān)系式，并說明誤差的性質(zhì)和產(chǎn)生誤差的主要原因。

2、電壓跟隨器：
（1）按圖6－2 連接實驗電路，檢查無誤后閉合電源開關(guān)。

六、實驗報告要求
整理實驗數(shù)據(jù)，填寫給記錄表格，分析產(chǎn)生誤差的原因。