文档介绍：:..实验五集成运算放大器的基本应用(I)—模拟运算电路一—*、实验目的1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚2研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。。二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路吋,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。理想运算放大器特性在大多数情况下,将运放视为理想运放,就是将运放的各项技术指标理想化,满足下列条件的运算放大器称为理想运放。开环电压增益Ad®输入阻抗 r:=°输出阻抗 ro=0带宽 抵ho失调与漂移均为零等。理想运放在线性应用吋的两个重要特性:(1)输出电圧U与输入电压之间满足关系式XAd(U-U)由于凡以,而u为有限值,因此,u-u^a即u~u,称为“虚短”。(2)由于故流进运放两个输入端的电流可视为零,即L尸0,称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。基本运算电路1)反相比例运算电路电路如图8-1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R=R/R。图41反相比例运算电路图42反相加法运算电路2)反相加法电路电路如图8-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为D RUo=-(—^Un+—^Ui2) R=K] K23)同相比例运算电路图,3®是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为RUo=(1+—)Ui R=R/RRi当Rloo时,U^U,即得到如图8-3Q》所示的电圧跟随器。图中R=R,用以减小漂移和起保护作用。一般R取10FQ,R•太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。◎同相比例运算电路Kf1OK1OK+12V?OOO1OOK_ -12V⑹电压跟随器Uo图I同相比例运算电路4)差动放大电路(减法器)对于图泊所示的减法运算电路,当R=R,R=R吋,有如下关系式Ri1OK… R2U12O1 »-1OKRf1OOK—<=J—+12V9[>oo1OOK—12VUo8-5积分运算电路图8-4减法运算电路图3积分运算电路反相积分电路如图8-5所示。在理想化条件下,输出电压it等于u()(t)二-占川心+%(0)式中u:©是X0时刻电容C两端的电压值,即初始值。如果u(t)是幅值为E的阶跃电氐并设u-◎=0,贝IJu0(t)=—-—[1Edt=- R,C即输出电压u)(t)随时间增长而线性下降。显然RC的数值越大,达到给定的U值所需的吋间就越长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。在进行积分运算之前,首先应对运放调零。为了便于调节,将图中K闭合,即通过电阻R的负反馈作用帮助实现调零。但在完成调零后,应将K打开,以免因R的接入造成积分误差点的设置一方面为积分电容放电提供通路,同时可实现积分电容初始电圧业◎=Q另一方面,可控制积分起始点,即在加入信号u后,只要K一打开,电容就将被恒流充电,电路也就开始进行积