模拟电子技术实验指导书 实验六集成运算放大器应用(I) 比例运算电路 实验目的 1.掌握检查运算放大器好坏的方法。 2掌握运算放大器组成比例、求和运算电路的结构特点 3.掌握运算电路的输入与输出电压特性及输入电阻的测试方法。 原理说明 运算放大器是具有两个输入端和一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。 在其输入端和输出端之间加上反馈网络,则可实现各种不同的电路功能,比例、求和运 算电路是运算放大器的线性应用,在线性应用中分析电路遵循的原则是:虚断和虚短 虚断:认为流入运放两个净输入端的电流近似为零。 虚短:认为运放两个净输入端的电位近似相等(U,≈U 1反相比例运算电路 如图1-6-2所示,输出电压U与输入电压U的关系式为:Ub=R R 电压放大倍数为:4=<RE,若R=R,则为反相跟随器。 2同相比例运算电路 R 如图1+6-3所示,输出电压U与输入电压UA的关系式为:U。=(1+n儿 R 电压放大倍数为:A=1+,若R→∞,则A=1,则为跟随器。 R 3反相求和电路 如图1-6-4所示,输出电压U与输入电压U的关系式为: R 为了提高运算放大器的运算精度,一般运算放大器具有外部调零端,以保证运算放 大器输入为零时,输出也为零。在运放电路实验板上调零电路已经接好,使用时,调节 调零旋钮即可。 实验板上运算放大器所提供的直流电源为±12V,运算放大器输出不会大于电源电 压,所以运算放大器的饱和输出电压 U<士12V 三、实验内容 1.检查运算放大器的好坏一一开环过零 (1)将运算放大电路实验板上接入直流电源+12V、-12V和“地”,否则运算放大 器无法正常工作。(实验过程中不要拆掉此电源线。) (2)按图1-6-1接线,将导线A的一端接“地”,另一端分别接到“1”或“2”上, 利用运算放大器开环放大倍数为∞(大于104以上),可检查运算放大器的好坏。若运算
模拟电子技术实验指导书 实验六 集成运算放大器应用（I） ――比例运算电路 一、实验目的 1.掌握检查运算放大器好坏的方法。 2.掌握运算放大器组成比例、求和运算电路的结构特点。 3.掌握运算电路的输入与输出电压特性及输入电阻的测试方法。 二、原理说明 运算放大器是具有两个输入端和一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。 在其输入端和输出端之间加上反馈网络，则可实现各种不同的电路功能，比例、求和运 算电路是运算放大器的线性应用，在线性应用中分析电路遵循的原则是:虚断和虚短。 虚断:认为流入运放两个净输入端的电流近似为零。 虚短:认为运放两个净输入端的电位近似相等(U U )。 1.反相比例运算电路 如图1-6-2所示，输出电压Uo与输入电压Ui的关系式为: i F U R R Uo 1 电压放大倍数为: R1 R A F uf ，若RF=R1，则为反相跟随器。 2.同相比例运算电路 如图1-6-3所示，输出电压Uo与输入电压Ui的关系式为: i F o U R R U (1 ) 1 电压放大倍数为: 1 1 R R A F uf ，若Rl→∞，则Auf=1，则为跟随器。 3.反相求和电路 如图1-6-4所示， 输出电压Uo与输入电压Ui的关系式为: 2 2 1 1 i F i F o U R R U R R U 为了提高运算放大器的运算精度，一般运算放大器具有外部调零端，以保证运算放 大器输入为零时，输出也为零。在运放电路实验板上调零电路已经接好，使用时，调节 调零旋钮即可。 实验板上运算放大器所提供的直流电源为±12V，运算放大器输出不会大于电源电 压，所以运算放大器的饱和输出电压 Uomax<士 12V。 三、实验内容 1.检查运算放大器的好坏一一开环过零 (1)将运算放大电路实验板上接入直流电源+12V、-12V 和“地”，否则运算放大 器无法正常工作。(实验过程中不要拆掉此电源线。) (2)按图 1-6-l 接线，将导线 A 的一端接“地”，另一端分别接到“1”或“2”上， 利用运算放大器开环放大倍数为∞(大于 104 以上)，可检查运算放大器的好坏。若运算
放大器输出电压Uo分别为正、负饱和值,即开环过零,则该运算放大器基本上是好的 检查后即可关上电源进行下面实验电路的接线。 图1-6-1开环过零电路 2.反相比例运算电路 (1)按电路图1-6-2接线。实验中Ui为直流电压信号(由模拟实验箱中直流信号源 提供)。 2)比例运算电路首先要进行闭环调零。当Ui=0时,用万用表测Uo,调节运算放 大器的调零电位器,使Uo=0即可。下面的同相比例、反相求和电路同样有闭环调零的 问题,就不再赘述 (3)按表1-6-1给定的值,验证U+≈U、R2=R1,将测量数据记录在表中 表1-6-1验证运算放大器“虚断和虚短”及输入R的数据表 电路形式输入电压UAU 十算R 反相比例 同相比例 20kQ2 RIl Rp RD R RF=RF, Ri'=R Rp RF, Ri'R 图1-6-2反相比例运算电路 图1-6-3同相比例运算电路 (4)按表1-6-2给定的输入电压值,验证反相比例运算电路的传输特性,测量U1和U 将数据记录在表中,并计算理论值与实测值之间的误差 表1-6-2反相比例运算实验数据表 匚输入电压[0[+2 -4V UV实测值
放大器输出电压 Uo 分别为正、负饱和值，即开环过零，则该运算放大器基本上是好的。 检查后即可关上电源进行下面实验电路的接线。 图 1-6-1 开环过零电路 2.反相比例运算电路 (1)按电路图 1-6-2 接线。实验中 Ui 为直流电压信号(由模拟实验箱中直流信号源 提供)。 (2)比例运算电路首先要进行闭环调零。当 Ui=0 时，用万用表测 Uo，调节运算放 大器的调零电位器，使 Uo=0 即可。下面的同相比例、反相求和电路同样有闭环调零的 问题，就不再赘述。 (3)按表1-6-1给定的值，验证U U 、 Ri R1，将测量数据记录在表中。 表 1-6-1验证运算放大器“虚断和虚短”及输入Ri 的数据表 电路形式 输入电压Ui U+ U- 计算Ri 反相比例 1V 同相比例 1V 图1-6-2 反相比例运算电路 图1-6-3 同相比例运算电路 (4)按表1-6-2给定的输入电压值，验证反相比例运算电路的传输特性，测量Ui和Uo， 将数据记录在表中，并计算理论值与实测值之间的误差。 表 1-6-2 反相比例运算实验数据表 输入电压Ui 0V +lV +2V -lV -2V -4V 理论值 实测值 输出 Uo(V) 计算误差
模拟电子技术实验指导书 3.同相比例运算电路 (1)按如图1-6-3所示的电路接线 (2)闭环调零 (3)按表1-6-1给定的值,验证U+≈U、R1=∞,将测量数据记录在表中 (4)按表1-6-3给定的值,测量U和U,将数据记录在表中,并计算理论值与实测值 之间的误差。 表1-6-3同相比例运算实验数据表 输入电压U OV +2V V|-2V 4v 输出人理论值 |实测值 计算误差 4反相求和电路 (1)闭环调零实验电路如图1-6-4所示 (2)按表1-6-4给定的值,测量U1和U2和U,将数据记录在表中,并计算理论值与 实测值之间的误差。 R-RitryfIRe 图1-6-4反相求和等效电路 表1-6-4反相求和实验数据表 Ui(v 信号 理论值 输出 Uov) 计算误差 四、预习要求 (1)阅读本实验内容及与本实验有关的教材内容 (2)确定实验电路中补偿电阻R'的阻值 (3)计算表1-6-2,表1-6-3,表1-6-4中的理论值,并将其填入表中 五、实验总结报告分析提示 (1)通过实验总结比较:比例、求和电路的特点。总结使用运算放大器时应注意的主 要问题
模拟电子技术实验指导书 3.同相比例运算电路 (1)按如图1-6-3所示的电路接线。 (2)闭环调零。 (3)按表1-6-1给定的值，验证U U 、 Ri ，将测量数据记录在表中。 (4)按表1-6-3给定的值，测量Ui和Uo，将数据记录在表中，并计算理论值与实测值 之间的误差。 表 1-6-3 同相比例运算实验数据表 输入电压Ui 0V +lV +2V -lV -2V -4V 理论值 实测值 输出 Uo(V) 计算误差 4.反相求和电路 (1)闭环调零实验电路如图1-6-4所示。 (2)按表1-6-4给定的值，测量Ui1和Ui2和Uo，将数据记录在表中，并计算理论值与 实测值之间的误差。 图1-6-4 反相求和等效电路 表 1-6-4 反相求和实验数据表 Ui1 输入 (V) +lV +lV 信号 Ui2(V) -lV +lV 理论值 实测值 输出 Uo(V) 计算误差 四、预习要求 (1)阅读本实验内容及与本实验有关的教材内容。 (2)确定实验电路中补偿电阻R΄的阻值。 (3)计算表1-6-2，表1-6-3，表1-6-4中的理论值，并将其填入表中。 五、实验总结报告分析提示 (1)通过实验总结比较:比例、求和电路的特点。总结使用运算放大器时应注意的主 要问题
(2)整理分析实验数据表格。 六、思考题 在表1-6-3中,当U大于等于±4V时,U会大于等于±12V吗?为什么?
(2)整理分析实验数据表格。 六、思考题 在表1-6-3中，当Ui大于等于±4V时， Uo会大于等于±12V吗?为什么?