集成运算放大器的基本应用模拟运算电路.docx
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集成运算放大器的基本应用模拟运算电路
实验题目:
集成运算放大器的基本应用─模拟运算电路
实验时间:
_2016年11月14号________
班级:
___14物本2班____学号:
_2014294222_____姓名:
_梁国烈___
一、实验预习
1、实验目的
(1)熟悉集成运放的正确使用方法。
(2)研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。
2、实验原理及内容(简明扼要,主要是实验接线图)
(一)实验原理
(1)反相比例运算电路。
反相比例运算电路原理如图3-8所示。
对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的关系为
为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1//RF。
图3-8反相比例运算电路
(2)同相比例运算电路。
同相比例运算电路原理如图3-9(a),它的输出电压与输入电压之间的关系为
,R2=R1//RF
当R1→∞时,UO=Ui,即得到如图3-9(b)所示的电压跟随器。
图中R2=RF,用以减小漂移和起保护作用。
一般RF取10KΩ,RF太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。
(a)同相比例运算电路(b)电压跟随器
图3-9同相比例运算电路
(3)反相加法电路。
反相加法电路原理如图3-10所示,输出电压与输入电压之间的关系为:
其中R3=R1//R2//RF
图3-10反相加法运算电路
(4)差动放大电路(减法器)
差动放大电路原理如图3-11所示,当R1=R2,R3=RF时,有如下关系式
图3-11减法运算电路
(二)实验内容与步骤
实验前要看清运放组件各管脚的位置,切忌正、负电源极性接反和输出端短路,否则将会损坏集成块。
1.反相比例运算电路
(1)将μA741芯片插入THM-3实验箱上8P圆针插座中,(芯片方向与圆针插座方向应一致);按图3-8连接实验电路,接通±12V电源,将信号输入端对地短接(即使Ui=0),调节调零电位器RW,用万用表的直流电压档测量芯片的6脚输出端,使Uo=0,完成运放调零。
(2)断开信号输入接地端,调节TFG6930A函数信号发生器,将输出f=100Hz,ui=0.5V峰峰值的正弦交流信号接到反相比例电路的输入端,用交流毫伏表测量出Ui和UO,并用示波器观察uO和ui的相位关系,记入表3-17。
2.同相比例运算电路
(1)按图3-9(a)连接实验电路,同样输入ui=0.5V,f=100Hz的交流信号,实验步骤同内容1,将结果记入表3-18。
3.反相加法运算电路
(1)按图3-10连接实验电路,先进行调零。
(2)输入信号采用直流信号,图3-12所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2,实验时用万用表直流电压档测量输入电压Ui1、Ui2(且要求均大于零小于0.5V)及输出电压UO,记入表3-20。
图3-12简易可调直流信号源
4.减法运算电路
(1)按图3-11连接实验电路,先进行调零。
(2)采用直流输入信号(使用图3-12的直流信号源),实验步骤同内容3,将测量数据记入
表3-20。
3、所用仪器设备
模拟运算电路实验所需仪器设备见表3-16。
表3-16实验仪器设备
序号
名称
型号规格
数量
1
模拟电路实验箱
THM-3
1
2
函数信号发生器
TFG6930A
1
3
双踪示波器
V-252,20MHZ
1
4
交流毫伏表
DF2170C
1
5
数字万用表
VC9801A+
1
4、预习思考题
(1)复习教材中有关OTL放大电路部分内容,理解其工作原理。
(2)利用仿真软件仿真本实验的实验内容。
(3)电路中C2和R构成什么电路?
有什么作用?
二、实验原始记录(实验完成后必须要经过实验指导教师签名认可)
画出实验所需要的各种记录表格
表3-17反相比例运算电路的测量
Ui(V)
U0(V)
ui波形
uO波形
Au
实测值
计算值
表3-18同相比例运算电路的测量
Ui(V)
U0(V)
ui波形
uO波形
AV
实测值
计算值
表3-20反相加法运算电路的测量
Ui1(V)
Ui2(V)
实际值
理论值
表3-20减法运算电路的测试
Ui1(V)
Ui2(V)
理论值
实测值
三、实验报告
1、数据处理(数据表格、计算结果、误差、结果表达、曲线图等)
表3-17反相比例运算电路的测量
Ui(V)
U0(V)
ui波形
uO波形
Au
0.51
4.92
实测值
-9.61
计算值
-10
表3-18同相比例运算电路的测量
Ui(V)
U0(V)
ui波形
uO波形
AV
0.516
5.48
实测值
10.62
计算值
11
表3-20反相加法运算电路的测量
Ui1(V)
0.15
0.20
0.40
0.20
Ui2(V)
0.31
0.31
0.41
0.45
理论值
-0.30
-3.55
-6.10
-4.20
实测值
-3.08
-3.59
-6.03
-4.11
表3-20减法运算电路的测试
Ui1(V)
0.45
0.38
0.31
0.26
Ui2(V)
0.39
0.43
0.29
0.24
理论值
-0.56
0.35
-0.30
-0.24
实测值
-0.66
0.42
-0.34
-0.27
2、结论
对实验内容1和2波形,会发现U0方向正好相反,正是同相和反相的差别,我在做实验6是,发现直流电源不通电源是会得到完全不同的输出波形,只有接通是得到正确波形,因为在不通时,电路已经变了。
3、讨论
(1)实验前要看清运放组件各管脚的位置,切忌正、负电源极性接反和输出端短路,否则将会损坏集成块。
(2)输入信号是先按实验所给的值调好信号源再加入运放端,另外做实验前先对运放调零,若失调电压对输出影响不大,可以不用调零。
年月日
(注:
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- 关 键 词:
- 集成 运算放大器 基本 应用 模拟 运算 电路