文档介绍：1 实验四模拟运算电路一、实验目的 1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验设备与器件 1、±15V 直流电源 2、函数信号发生器 3、交流毫伏表 4、直流电压表 5、集成运算放大器μA741 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 A ud=∞输入阻抗 r i=∞输出阻抗 r o=0 带宽 f BW=∞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 O与输入电压之间满足关系式 U O=A ud(U +-U -) 由于 A ud=∞,而 U O为有限值,因此, U +-U -≈0。即 U +≈U -,称为“虚短”。(2)由于 r i=∞, 故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB=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 2=R 1 // R F。 i1 FOUR RU?? 2 图8-1 反相比例运算电路图8-2 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)UR RUR R(U i2 2 Fi1 1 FO??? R 3=R 1 //R 2 //R F 3)同相比例运算电路图8-3(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 i1 FO)U R R(1 U?? R 2=R 1 //R F 当R 1→∞时,U O=U i,即得到如图 8-3(b) 所示的电压跟随器。图中 R 2=R F,用以减小漂移和起保护作用。一般 R F取10K Ω,R F太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。(a) 同相比例运算电路(b) 电压跟随器图 8-3 同相比例运算电路 4)差动放大电路(减法器) 对于图 8-4 所示的减法运算电路,当 R 1=R 2,R 3=R F时, 有如下关系式)U(U R RU i1 i2 1 FO?? 3 图8-4 减法运算电路图三、实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置;切忌正、负电源极性接反和输出端短路,否则将会损坏集成块。 1、反相比例运算电路 1) 按图 6-1 连接实验电路,接通±15V 电源,输入端对地短路,进行调零和消振。 2) 输入 f=100Hz ,U i= 的正弦交流信号,测量相应的 U O,并用示波器观察 u O和u i的相位关系,记入表6-1 。表6-1 U i= ,f=100Hz 图6-1 反相比例运算电路 U i(V)U 0(V)u