1 集成运算放大器的基本应用-模拟运算电路-德赢Vwin官网 网

集成运算放大器的基本应用-模拟运算电路

描述

一、实验目的

1、 掌握用集成运算放大器组成的比例、加法、减法、积分等运算电路的性能及其测试方法。

2、 了解μA741运算放大器使用中的一些注意事项。

二、实验设备

双踪示波器 函数信号发生器

交流毫伏表 直流稳压源

数字万用表 子板-集成运放电路实验板

模拟实验箱

三、预备知识

1、 直流信号源

图7-1所示直流信号源由A5实验板左测提供。将±12V电源接入A5实验板,调节信号源两电位器,可在-5V~+5V范围内分别获得两路独立可调的直流信号;电压选择按键按下时,两路直流信号的可调范围则为-0.5V~+0.5V。

运算放大器

该直流信号源在以下比例放大、加法、减法、积分等运算电路中均有应用。μA741图7-2(a)所示构成的反相比例运算电路, μA741是一个高增益的直流放大器,属第二代通用型运放,其DIP封装的引脚分布如图7-2所示。

运算放大器

图7-2 μA741 DIP封装

四、实验内容及要求

1、反相比例运算放大器:

运算放大器

图7-3反相比例运算放大器原理图

实验电路如图7-3,试确定电路中元件参数,以实现Vo =-10Vi **的运算关系。

(1) 调零:比例运算电路首先要进行闭环调零。按图7-3连接电路,调整Rp=9.1KΩ,令输入V i =0,用万用表直流电压挡监测输出电压V 0 ,调节运算放大器的调零电位器 Rv1、Rv2 ,使V 0 =0V。

实验操作-调整平衡电阻Rp为9.1K

运算放大器

实验操作-调零

运算放大器

(2) 测量电压放大倍数:用直流电压表测量输出电压,验证反相比例运算放大器的传输特性,测量Ui和U 0, 将数据记录在表7-1中,并计算理论值与实测值之间的误差。

实验操作-反向比例-输入电压Vi=-0.8V

运算放大器

实验操作-反向比例-输入电压Vi=-0.8V测量Vo

运算放大器

实验操作-反向比例-输入电压Vi=-0.4V

运算放大器

实验操作-反向比例-输入电压Vi=-0.4V测量Vo

运算放大器

实验操作-反向比例-输入电压Vi=1V

运算放大器

实验操作-反向比例-输入电压Vi=1V测量Vo

运算放大器

实验操作-反向比例-输入电压Vi=1.2V

运算放大器

实验操作-反向比例-输入电压Vi=1.2V测量Vo

运算放大器

运算放大器

(3)将V**i改为0.1~0.5V的正弦交流信号输入时,观察测量输出波形,并记录交流输出结果。

实验操作-反向比例-输入正弦交流电压Vi=0.1V有效值

运算放大器

实验操作-反向比例-输入正弦交流电压Vi=0.1V有效值测量Vo

运算放大器

实验操作-反向比例-输入正弦交流电压Vi=0.1V有效值输入输出波形

运算放大器

2、反相输入加法器:

实验电路如图7-4所示,试确定电路中元件参数,以实现 Vo =-10(V**i1V* i2 * )** 。

注意: 调整Rp=6.2KΩ,合理给定直流输入电压信号Vi1、V**i2的量值。

运算放大器

图7-4 反相输入加法器原理图

实验操作-调整平衡电阻Rp为6.2K

运算放大器

实验操作-反相加法输入Vi1=0.1V

运算放大器

实验操作-反相加法输入Vi2=0.2V

运算放大器

实验操作-反相加法输入0.1V、0.2V测量输出Vo

运算放大器

实验操作-反相加法输入Vi1=0.1V

运算放大器

实验操作-反相加法输入Vi2=-0.2V

运算放大器

实验操作-反相加法输入0.1V -0.2V测量输出Vo

运算放大器

运算放大器

3、差动输入减法器:

实验电路如图7-5,试确定电路中元件参数,以实现 Vo =10(V**i2V**i1 )** 。

注意: 调整Rp=100KΩ,合理给定直流输入电压信号Vi1、V**i2的量值。

运算放大器

图7-5 差动输入减法器原理图

实验操作-调整平衡电阻Rp为100K

运算放大器

实验操作-减法运算输入Vi2=0.2V

运算放大器

实验操作-减法运算输入Vi1=0.1V

运算放大器

实验操作-减法运算输入0.2V、0.1V测量输出Vo

运算放大器

实验操作-减法运算输入Vi2=-0.2V

运算放大器

实验操作-减法运算输入Vi1=0.1V

运算放大器

实验操作-减法运算输入-0.2V、0.1V测量输出Vo

运算放大器

运算放大器

*4、反相输入积分器:

实验电路如图7-6所示:输入信号为正弦信号或为1000~5000Hz、2V的方波信号时,分别观测并记录输出信号的波形。

运算放大器

图7-6 反相输入积分器原理图

*5、电压跟随器:

实验电路如图7-7所示,输入正弦电压信号,令Vi=2V,将示波器置“X—Y”工作模式,并选择合适量程。由于Vi、Vo同频同相,故利用李沙育波形合成法可以观测电压跟随器的电压传输特性。记录示波器所显示的波形,并标注其坐标参数。

运算放大器

图7-7 电压跟随器原理图

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