实验38集成运算放大器基本运算电路

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1、实验3.8集成运算放大器基本运算电路一、实验目的（1）掌握由集成运算放人器组成的比例、加法、减法和积分等模拟运算电路功能。（2）熟悉运算放大器在模拟运算中的应用。二、实验设备及材料函数信号发化器、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、实验电路板。三、实验原理集成运算放大器在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图3.8.1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：U=-—U（3-8-1）01为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川心。实验中

2、采用10kQ和100kQ两个电阻并联。2、同相比例运算电路图3.8.2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久=（1+寻）5<3-8-2）当Rl"时，UZ,即为电压跟随器。3、反相加法电路反相加法电路电路如图3.&3所示，输出电压与输入电压之间的关系为RDU=-（玉"+玉如（3-8-3）O'R2A虑B丿R'=川

3、闷

4、Rf4、同相加法电路同相加法电路电路如图384所示，输出电压与输入电压Z间的关系为：U、=———（—U、+——!—UJ°/?37?l+7?2A&+伦B丿图3.&1反相比例运算电路图382同相比例运算电路lickr10k2[>WT

5、Cd?g

6、1Uv(io

7、io

8、iucok-uv图3.8.3反和加法运算电路RfU。100kH2Vh2[>gTl131LU0Z二I我look图384同相加法运算电路Co.otpR(100knSlkoooTL0822C51

9、lOQ)ki4-13V3图3.8.6积分运算电路Cfo.ooi

10、iR10k[>ooTL082lOky-«V图3.8.7微分运算电路(3-8-4)5、减法运算电路(差动放大器)减法运算电路如图3.8.5所示，输出电压与输入电压之间的关系为："严斛+(1+卑)(事)4当R、=R2,R'=Rf时，图3.&5电路为差动放大器，输出电压为：(3-8-5)R,6、积分运算电

11、路反相积分电路如图3.8.6所示，其中R,是为限制低频增益、减小失调电压的影响而增加的。在理想化条件下，输出电压S等于：匕⑴=~^U.idt+Uc⑼(3-8-6)式中Uc(0)是*0时刻电容C两端的电压值，即初始值。如杲U、(/)是幅值为E的阶跃电压，并设Uc(0)=0,则1rtEUQ(t)=-—Edt=1°RCJ。RC(3-8-7)此时显然RC的数值越人，达到给定的S值所需的时间就越长，改变7?或C的值，积分波形也不同。一般方波变换为三角波，正弦波则产生相移。7、微分运算电路实用微分运算电路如图3.8.7所示，其中是为抑制高频噪声干扰而增加的，IfljG可起改善微分

12、波形的作用，通常称Z为加速电容。微分电路的输出电压正比于输入电压对时间的微分，一般表达式为：(3-8-8)du{U严y利用微分电路可实现对波形的变换，输入矩形波时变换为尖脉冲，输入为对称三角波时变换为方波。四、实验内容注意正、负电源的接法，并切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。信号输入时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端。1、反相比例运算电路测量（验证性实验）如图3.8.1所示连接实验电路，检查连线正确无误后方可接通电源。分別输入/=lkHz>U=50mV、lOOmV、150mV（有效值）的正弦波信号，用毫伏衣测量3、S值，用示波器观察并记录其中一组3和&的

13、波形，记入表3-8-K表3-8-1反相比例运算电路测量数据记录/=lkHzU/mVu。/mVM)p-p/mV"i、仏）波形测量值理论计算值ii•Wi►50100tWo150测量平均值相对误差2、同相比例运算电路测量（验证性实验）按图3.8.2连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表3-8-2o表3-8-2同相比例运算电路测量数据记录/=lkHzU/mV/mVUopp/mV"i、"o波形测量值理论计算值i‘Ux►50100t"o150Au测港平均值相对误差►图3.8.8可调直流信号源3、反相加法运算电路测量（验证性实验）按图3.8.3正确连接实验电路。输入信号采用图

14、3.8.8所示电路获得的直流信号源5、UBo注意实验中必须使Qa+Ub

15、v1V（以、%可为不同数值,不同极性）。用数字万用表测量输入电压U»、S及输出电压%,记入表3・8・3,注意输出与输入电压波形的相位关系。表3-8-3反相加法运算电路测量数据记录实际测量值理论计算值相对误差y"a/VUb/Vu°/VUo/V4、减法运算电路测量（验证性实验）按图3.8.5正确连接实验电路。采用直流输入信号，要求同实验内容3,记入表3-8-4o表3・弘4减法运算电路测量数据记录实际测量值理论计算值和对误差yS/VUbNu°/VUoN5、积分运算电路测量（验证性实验）