文档介绍：对号就座并签到、班干部对号就座并签到、班干部清点并发放万用表清点并发放万用表及工具。。交上次实验报告,本次预****交上次实验报告,本次预****报告放桌面。报告放桌面。实验实验 4 4 集成运算放大器集成运算放大器的基本运用的基本运用一、实验目的 1. 掌握集成运算放大器的正确使用方法- 同相输入/反相输入。 2. 掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3. 进一步熟练使用示波器 DC 、 AC 输入方式观察波形的方法。**重点掌握积分器输入、输出波形的测量和描绘方法。上次讲解的操作入门要点 -同源周期, 触发信源,触发电平 -零电平指示,通道设置,直流电平还记得么? 正方波运放电路分析基本方法-摘自理论课程以同相放大器电路为例: ?图中输出通过负反馈的作用, 使v n自动地跟踪 v p, 即v p≈v n,或v id=v p-v n≈0。这种现象称为虚假短路,简称虚短。?由于运放的输入电阻 r i很大, 所以,运放两输入端之间的 i p = - i n = ( v p-v n ) / r i≈0,这种现象称为虚断。由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念,是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器,必须熟练掌握。 R f R 1 R L A v –+ R p=R f // R 1 v I v O 集成运算放大器的基本应用- 1. 反相比例运算(放大器) 设运放为理想器件,则右图电路的 f1RR- vA?(2) 为减小偏置电流不良影响,增加直流平衡电阻 R p=R f∥R 1。(1) 原理上简单, R f=R 1 ?A v ;但电阻选择还有实际情况限制,如: R 1 大则引起较大的失调温漂;若 R f≈ R i?A v 大到 M?级别,低档电阻本身都不太稳定。故通常限定 R f为几十千欧?几百千欧。在此限定下,若 R i和A v设计要求相矛盾则应改电路! 工程实践中的非原理问题: 设计要求一般是规定 R i和A v (如教材 P80 的提法) 属于电压并联负反馈,有: 输出电阻 R o≈0 ( 很好)输入电阻 R i≈R 1 ( !?不够大…) 闭环电压增益信号从反相端输入 R f R 1 R L A v –+ R p=R f // R 1v i v O 集成运算放大器的基本应用- 2. 同相放大器 f1R1R vA??闭环电压增益信号从同相端输入直流平衡电阻 R p=R 1 //R F 若R f?0,R 1=?(开路),则为电压跟随器。电压相等但阻抗不同,常做缓冲级及隔离级, 是级联电路中常用的一种单元电路。同相放大器采用电压串联负反馈,所以输入阻抗非常高(理想状态是无穷大),同时电路输出阻抗很低(接近 0)。因此广泛用于前置放大级。集成运算放大器的基本应用- 3. 反相比例加法运算由分析可得: 2i2 31i1 3o-vR RvR Rv?? 1 1 11-R vv 3 on-R vv? 0 pn??vv 2 n i2-R vv?3 o i1 i2 ( ) R v v v R ?? ?当R 1=R 2=R时,则有从基本比例放大电路可延伸出其他的基本应用,比如加法器同样,为保持输入端直流静态平衡常在同相输入端加上平衡电阻, R’=R 1 //R 2 //R 3。集成运算放大器的基本应用- 4. 反相比例减法运算从基本比例放大电路可延伸出其他的基本应用,比如减法器 4 on1 n i1R vvR vv ???3 p2 p i20R vR vv??? i11 4 i232 31 41ovR RvRR R R RRv????) )(( pnvv?有)( i1 i21 4ovvR Rv??当R 1 =R 2,R 3=R 4时, 图中的 R3 兼有直流平衡电阻和分压双重作用,故阻值要根据分压来计算,而不是按平衡电阻来。集成运算放大器的基本应用- 5. 积分器 v o + - v i R C 式中, RC 为积分时间常数。右图理想化分析结果是若输入为直流(电压=Vi) ,则在C充电过程中有但运放输出受电源电压限制,故输出不可能如实验教材所示无限增加,而是到最大值后恒定。( ) ioV v t t RC ?? 01 ( ) ( ) (0) t o i C v t v t dt v RC ?? ??为限制电路的低频电压增益,可将反馈电容 C与一电阻 R F并联。当输入频率大于 012 Ff R C ???时, 电路起积分作用; 由于电容 C的容抗随输入信号的频率降低而增加, 结果是输出电压随频率降低而增加。若频率低(包括直流) ,则电路仅起反相放大作用。实