文档介绍：现代电子线路(上)实验实验 5 集成运算放大器的基本应用一、预****要求二、实验目的三、实验原理四、实验内容五、报告要求现代电子线路(上)实验一、预****要求 1. 复****集成运放线性应用及基本运算电路构成,根据实验内容要求画出电路,选择元件参数,并计算各电路输出电压理论值及有关参数。 2. 在积分电路中,若 R 1 =100K , C= μF,求时间常数τ=?。若 U I = ,问要使 U 0 =5V 时,需多长时间, 设U C(0) =0 。现代电子线路(上)实验二、实验目的 1. 掌握运算放大器的基本应用电路的设计方法; 2. 掌握运算放大器基本应用电路的调试及其参数测试方法。现代电子线路(上)实验三、实验原理集成运算放大器是一个高增益、高输入阻抗的组件。若在其输出与输入端加上负反馈网络,则可实现不同运算功能的电路。如反馈网络为线性电路时,运算放大器则可实现:比例、加法、减法、微分和积分等功能。如反馈网络为非线性电路时,运算放大器则可实现对数、乘和除等功能。为了提高运算放大器精度,必须克服输入失调电压和电流的影响。调节零点和相位补偿,即“调零”和“消振”,是集成运放应用中必须注意的两个重要问题。现代电子线路(上)实验四、实验内容 1. 加法器反相加法运算电路如图,实现运算 U O ?- 10(U I1 +U I2)选择 R1 、 R2 、 R3 及 R F值,按表验证。(R F =100K Ω、 R1=R2=10K , R3 = ) - - - U 0实验值 U 0计算值 U(V) U I1(V) U I1U 0R FR W100K U I2R 1R 2R 3 +12V –12V + –+ ∞+- 现代电子线路(上)实验注意: 运算电路 U I1和U I2采用直流小信号,一般要求︱U I1 + U I2︱<1V 。实验时,输入直流小信号由模拟实验箱配置直流小信号源提供,通过调整电位器获得需要直流电压小信号(- ~+ )。注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区,用直流电压表测量不同组别输入电压 U I1和U I2及输出电压 Uo 。可调直流小信号源及原理电路图现代电子线路(上)实验 2. 减法器实现减法运算电路如图若实现运算: U O =10 (U I2-U I1 ) 选择 R 1、R 2、R 3、 R F之值。并按表验证之。注意: 要求︱ U I2 - U I1︱<1V 。(设R F =100K Ω, R 1 =10K) R W100K U I2U 0 U I1R 1R 2R 3 +12V –12V + –+ ∞ R F+-- - - U 0实验值 U 0计算值 U I2 (V) U I1(V) 现代电子线路(上)实验 3. 积分运算电路实验电路如图。(1) 输入正弦信号, 幅度 2V , f= 500Hz 和 f= 1KHz 。用双踪示波器观察记录 U O与U i的波形幅度和相位,分析是否符合积分关系。 R F 1M Ω U IU 0R 1R 3R W 100K +12V –12V + –+ ∞ C μF+- +- 10K 10K 现代电子线路(上)实验(2) 输入方波信号,峰峰值幅度为±2V ,频率 f= 500Hz 。令当 U O =0V (或 U C(0) =0V )时, t=0 。计算 t= 、、时的 U O值。并画出对应的 U O波形。用双踪示波器观察记录 U O的波形。注意相位和幅度, 将计算值画出的波形与实测的 U O波形对比是否一致,为什么? U I(V) 1V - 1V 1V U O00 t /ms t /ms - 1V 现代电子线路(上)实验 4. 微分运算电路(选做)微分电路如图所示,当运算放大器的开环增益足够大时: i 1 (t)=C du i(t)/dt , uo(t )=- R Fi F(t)=- R FCdu i(t)/dt , 实现了输出电压与输入电压的微分关系。当输入电压 u i (t) =U msin ωt 时,输出电压 u o(t )=U mωR FCcos ωt。实际电路应在 C 2两端并联电阻 R 2,在 C 1一端串入电阻 R 1,解决直流漂移、高频噪声等问题。分别输入正弦信号和三角波信号,用双踪示波器观察记录输入和输出波形,分析之间关系。