集成运算放大器的应用实验报告

集成运算放大器的应用实验报告一、实验目的1．了解运算放大器的特性和基本运算电路的组成；2．掌握运算电路的参数计算和性能测试方法。二、实验仪器及器件1．数字示波器；2．直流稳压电源；3．函数信号发生器；4．数字电路实验箱或实验电路板；5．数字万用表；6．集成电路芯片uA7412块、电容0.01uF2个,各个阻值的电阻若干个。三、实验内容1、在面包板上搭接µA741的电路。首先将+12V和-12V直流电压正确接入µA741的Vcc+(7脚)和Vcc-（4脚）。2、用µA741组成反比例放大电路，放大倍数自定，用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。3、用µA741组成积分电路，用示波器观察输入和输出波形，并做好记录。四、实验原理（1）集成运放简介集成电路运算放大器（简称集成运放或运放）是一个集成的高增益直接耦合放大器，通过外接反馈网络可构成各种运算放大电路和其它应用电路。集成运放uA741的电路符号及引脚图下图所示。uA741电路符号及引脚图任何一个集成运放都有两个输入端，一个输出端以及正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端等。12345678调零V-V+-VEE调零+VccNCVO（a）电源端：通常由正、负双电源供电，典型电源电压为±15V、±12V等。如：uA741的7脚和4脚。（b）输出端：只有一个输出端。在输出端和地（正、负电源公共端）之间获得输出电压。如：uA741的6脚。最大输出电压受运放所接电源的电压大小限制，一般比电源电压低1～2V；输出电压的正负也受电源极性的限制；在允许输出电流条件下，负载变化时输出电压几乎不变。这表明集成运放的输出电阻很小，带负载能力较强。（c）输入端：分别为同相输入端和反相输入端。如：uA741的3脚和2脚。输入端有两个参数需要注意：最大差模输入电压Vidmax和最大共模输入电压Vicmax。两输入端电位差称为“差模输入电压”Vid：idVVV。两输入端电位的平均值，称为“共模输入电压”Vic：2icVVV任何一个集成运放，允许承受的Vidmax和Vicmax都有一定限制。两输入端的输入电流i+和i-很小，通常小于1A，所以集成运放的输入电阻很大。（2）集成运放的主要参数集成运放的主要参数有：输入失调电压、输入失调电流、开环差模电压放大倍数、共模抑制比、输入电阻、输出电阻、增益－带宽积、转换速率和最大共模输入电压。其中最重要的是增益－带宽积、转换速率和最大共模输入电压三个参数，在应用集成运放时应特别注意。（3）反相比例运算电路电路如图4所示，图中R2称为平衡电阻，取R2＝R1//RF。利用“虚短”和“虚断”的特点可求得其闭环电压放大倍数为：1FvfRAR五、基础实验内容及要求1.反相比例运算电路电路图：实验室示波器显示结果：在Multisim10中的仿真结果：总结分析：由于实验室的实验仪器比较旧，所以在实验室的示波器上显示的波形信号干扰大，所以又在Multisim10中再次做了一次仿真。两个波形结果显示：经过反向比例放大器后，电压值放大了10倍，并且反向，与理论结果相符。2.用UA741组成积分电路电路图：在Multisim10中的仿真结果：总结分析：由于时间原因，积分电路没有在实验室搭建电路输出波形，于是用了Multisim10仿真。通过仿真结果可以看出与理论大致符合。六、实验分析及总结：本次实验首先是搭建电路，对于在面包板上搭建电路，还是比较生疏，然后再实验中接触了运算放大器，让我们有了把理论运用到实际中，又一次接触到示波器，这让我们又一次地熟悉了示波器，对于示波器的运用也一次比一次熟练，相信慢慢地会越来越好的。