文档介绍：:..实验六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、 研究由集成运放组成的比例、加法、减法和积分等基木运算电路的功能。2、 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、 实验原理集成运算放大器是-•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时,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Aud二00输入阻抗 「二8输出阻抗 ro=0带宽 fBW=°°失调与漂移均为零等。理想运放在线性应用时的两个重要特性:(1) 输出电压U。与输入电压Z间满足关系式U°=Aud(UT-)由于Aud=°°,而Uo为有限值,因此,U-—U_~0。即U-~U_,称为“虚短”。(2) 由于&二故流进运放两个输入端的电流可视为零,即1巫=0,称为“焜断”。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6—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R2=R1//Rfo2)反相加法电路电路如图6—2所示,输出电压与输入电压之间的关系为U()=—(——Uii——UI?) R:<=Ri〃R2〃RfR1R23)同相比例运算电路图6-3(a)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U°=(l+皿)Uj R?=Ri〃Rf出1当Rl8时,Uo=Ui,即得到如图6—3(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。一般陆取10KQ,心太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。RfIOOK(a)同相比例运算电路R210KRrlOK-c=j +12V?卜8100K-12V(b)电压跟随器Uo图6-3同相比例运算电路4)差动放大电路(减法器)对于图6-4所示的减法运算电路,当Ri=R2,R3=Re时,有如下关系式ReIOOK图6-4减法运算电路图图6-5积分运算电路5)积分运算电路反相积分电路如图6-5所示。在理想化条件下,输岀电压等于角毗+uc(o)式中w(o)是t=0吋刻电容C两端的电压值,即初始值。如果w(t)是幅值为E的阶跃电压,并设uc(o)=0,贝!|RiC:Edt=-ER^C即输出电压m(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制。在进行积分运算Z前,首先应对运放调零。为了便于调节,将图屮K】闭合,即通过电阻R2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&的接入造成积分误差。©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压uc(o)=0,另一方面,可控制积分起始点,即在加入信号山后,只要©—打开,电容就将被恒流充电,电路也就开始进行积分运算。三、实验设备与器件1、±12V直流电源 2、函数