实验十实验报告电工学

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1、中山大学电工原理及其应用实验报告SUNYAT-SENUNIVERSITY院(系)：移动信息工程学号：审批专业：软件工程实验人：实验题目：实验十：集成运放基本应用之模拟运算电路一、实验目的1、研究由集成运算放大电路组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。2、了解运算放大电路在实际应用吋应考虑的一些问题。二、预习思考题1、复习集成运放线性应用部分A容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理值。2、在反和加法器中，如Vil和Vi2均采用直流信号，并选定Vi2=_lV，当考虑到运算放大器的最大输出幅度(±

2、12V)吋，IVil丨的大小不应超过多少伏？答：首先是因为反相加法运算器，它放大倍数是10倍所以

3、Uil+Ui2

4、<=1.2又因为Ui2=-1所以

5、Uil

6、<=0.23、为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？答：不要接错电源的极性！输入信号的幅值要在运算放大器允许的范围之内，不能输入大于其限定的信号三、原理说明集成运算放大电路是-种具有高电压增益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吋，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

7、分、对数等模拟运算电路。理想运算放大电路特性在大多数情况T,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电路称为理想运放电路。开环电压增益And二->输入阻抗ri=°o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吋的两个重要特性：(1)输出电压V0与输入电压之间满足关系式V0=Aud(V+-V-)由于Aud=°°，而V0为有限值，因此，V+—V—^Oo即V+&V—，称为“虚短”。(2)由于ri=->,故流进运放W个输入端的电流可视为零，即IIB=0,称为“

8、虚断”。这说明运放对其前级索取的电流极小。上述两个特性是分析理想运放应用电路的基木原则，可简化运放电路的计算。图13—1反向比例运算电路13—2反相加法运算电路(a)同相比例运算电路(b)电压跟随器图13-3同相比例运算电路图13—4减法运算电路图四、实验设备1、±12V直流电源3、交流毫伏表2、函数信号发生器4、直流电压表5、集成运算放大电路UA741X16、电阻器、电容器若干五.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1

9、3—1连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。2)输入f=100Hz,Vi=0.5V的正弦交流信号，测量相应的V0,并用示波器观察vO和vi的相位关系，记入表13-1。表13-lVi=O.5V，f=100HzVi(V)Vi(V)Vi波形Vo波形Av0.5035.4黄色为Vi蓝色为Vo实测值计算值110.7102、反相加法运算电路1)按图13-2连接实验电路。调零和消振。2)输入信号采用直流信号，图13—6所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验吋耍注意选择合适的直流信号幅度以确

10、保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压Vil、Vi2及输出电压VO,记入表13—3。Vil(V)0.30.30.20.20.1Vi2(V)0.20.10.20.10.2Vo(v)测量-5.1-4.18-4.2-3.2-3.2Vo(v)计算-5-4-4-3-33、同相比例运算电路1)按图13—3(a)连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记入表13—2。2)将图13—3(a)中的R1断开，得图13—3(b)电路重复内容1)。表13—2Vi=0.5Vf=100HzVi(V)Vi(V)Vi波形Vo波形Av

11、12-1Vi(v)vTgo0.5310.531Vi波形Vo波形12-2Ol*黄色为Vi蓝色为Vo劣测值1计算值14、减法运算电路1)按图13—4连接实验电路。调零和消振。2)采用直流输入信号，实验步骤同内容3,记入表13—4。Vil(V)0.30.30.40.20.4Vi2(V)0.20.10.20.10.1Vo(v)测量-1.25-2.25-2.20-1.2-3.2Vo(v)计算一1-2-2一1-3表13-4六、误差分析1、反相比例运算电路(10.7-10)/10.7x100%=6.5%2、反相加法运算电路

12、⑹部叫4.18,4形•"-⑽+阳-幻糾3.2-砂x100%=4.7%53、同相比例运算电路(10-11)/llx100%=10%4、减法运算运算电路(1.25-1)/1+(2.25-2)/2+(2.2-2)/2+(1.2-1)/1+(3:2-3)/3x100%=17%5产生误差的原因：1.在测定时，我们只测量了一次，没宥多次测量取平均值。可能会给实验带来一定的误差。2.由于实验器材的限制，手动调节，