集成运算放大器的应用实验报告

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1、集成运算放大器实验报告集成运算放大器是一种高性能多级直接耦合具有两个输入端、一个输出端的电压放大电路。具有高增益、高输入阻抗低输出阻抗的特点。通常，线性应用电路需要引入负反馈网络，构成各种不同功能的实际应用电路。(a)高增益运算放大器（b）LM324四运算放大器图2.4.2典型的集成运放外引脚排列1.比例、加减、微分、积分运算电路设计与实验1.1原理图(a)反相比例运算电路(b)同相比例运算电路图1.1典型的比例运算电路(a)反相求和运算电路(b)同相求和运算电路图1.2典型的求和运算电路(a)单运放减法运算电路(b)双运放

2、减法运算电路图1.3典型的减法运算电路图1.4积分电路图1.5微分电路图1.6实际微分电路（PID）2.方波、三角波发生器2.1原理图图2.1方波、三角波发生器2.2理论分析(参照实验教材分析工作原理和周期、频率、幅度近似计算出以上结果)2.2.1频率分析2.2.2幅度分析2.2.3幅度调整图2.2方波幅度通过R4、R5比例调整2.2.4减法器图2.3减法器（交流正弦信号来自示波器）图2.4积分器（方波信号可以来自示波器）图2.5微分器（方波信号可以来自示波器）2.4.1比例、加减运算电路设计与实验由运放构成的比例、求和电路

3、，实际是利用运放在线性应用时具有“虚短”、“虚断”的特点，通过调节电路的负反馈深度，实现特定的电路功能。一、实验目的1．掌握常用集成运放组成的比例放大电路的基本设计方法；2．掌握各种求和电路的设计方法；3．熟悉比例放大电路、求和电路的调试及测量方法。二、实验仪器及备用元器件（1）实验仪器序号名称型号备注1函数信号发生器2数字示波器3数字万用表4交流毫伏表（2）实验备用器件序号名称说明备注1模拟集成运放块LM3242电阻见附件三、电路原理集成运算放大器，配备很小的几个外接电阻，可以构成各种比例运算电路和求和电路。图2.4.3（

4、a）示出了典型的反相比例运算电路。依据负反馈理论和理想运放的“虚短”、“虚断”的概念，不难求出输出输入电压之间的关系为2.4.1式中的“-”号说明电路具有倒相的功能，即输出输入的相位相反。当时，，电路成为反相器。合理选择的比值，可以获得不同比例的放大功能。反相比例运算电路的共模输入电压很小，带负载能力很强，不足之处是它的输入电阻为，其值不够高。为了保证电路的运算精度，除了设计时要选择高精度运放外，还要选择稳定性好的电阻器，而且电阻的取值既不能太大、也不能太小，一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称，运放的反相等效输入

5、电阻应等于同相等效输入电阻，,图2.4.3（a）中，应为，电阻称之为平衡电阻。(a)反相比例运算电路(b)同相比例运算电路图2.4.3典型的比例运算电路图2.4.3（b）示出了典型的同相比例运算电路。其输出输入电压之间的关系为2.4.2由该式知，当时，，电路构成了同相电压跟随器。同相比例运算电路的最大特点是输入电阻很大、输出电阻很小，常被作为系统电路的缓冲级或隔离级。同样，为了保证电路的运算精度，要选择高精度运放和稳定性好的电阻器，而且电阻的取值一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称，同样应满足。图2.4.4（a）为

6、典型的反相求和电路，利用叠加原理和线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念可以求得2.4.3当满足时，输出电压为2.4.4实现比例求和功能。当满足时，，输出电压为2.4.5实现了两个信号的相加运算。电路同样要求。该电路的性能特点与反相运算电路相同。(a)反相求和运算电路(b)同相求和运算电路图2.4.4典型的求和运算电路同理，对于图2.4.4（b）所示的同相求和电路，当电路满足的条件下，可以得到输出电压为2.4.6当时2.4.7同相求和电路的特点、设计思路与同相比例运算电路类似。图2.4.5（a）为单运放减法电路，利用叠加原理和

7、线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念，且时，可以求得2.4.8(a)单运放减法运算电路(b)双运放减法运算电路图2.4.5典型的减法运算电路当时2.4.9实现了两个信号的减法运算。图2.4.5（b）为双运放减法电路。大家可以自行分析，电路应该满足什么条件，才能够实现的功能。四、设计任务【v1、v2参考输入信号】1、设计一个反相比例放大电路，要求放大倍数为-10倍；反向比例放大器，令2、设计一个放大倍数为11的同相比例放大电路；同向比例放大器，令3、设计一个反相求和电路，实现功能；反向求和放大器，令=10=104、设计一个求和

8、电路，完成；同向求和放大器，令=10=105、设计一个求和电路，要求；差放电路，令6、设计能够实现的电路。可以用差放电路，令输入信号为同一个信号，同时即可五、实验要求1、实验前的准备（1）电路设计（减法器）根据理论和上述任务要求，自行设计实现电路，计算出电路中各个元件的参数。（2）用Mul