实验六-集成运放的基本运算放大电路

实验六集成运放的基本运算放大电路实验目的1．进一步理解集成运算放大电路的基本原理;熟悉由运算放大器组成的比例运算、加法运算、减法运算、积分运算、微分运算等基本运算电路。2．掌握这几种基本运算电路的调试和测试方法。低频电子线路实验室实验原理集成运放电路是一种高放大倍数，高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路。当其外接深度电压负反馈后，集成运算放大器就工作在线性放大区,此时其输出电压Vo与输入电压Vi的运算关系仅仅决定于外接反馈网络与输入端阻抗的连接方式和参数，而与运算放大器本身无关。改变反馈网络与输入端外接阻抗的形式和参数，即能对Vi进行各种数字运算。本实验只讨论比例、加法、减法、积分、微分这几种基本运算电路。•由于实际运算放大器的性能比较接近理想运算放大器的性能，故在一般分析讨论中，理想运算放大器工作在线性区的三条基本结论也是普遍适用的，即：(a)Aod→∞(b)运放两个输入端之间的差模输入电压为零：即:V+=V-（虚短）(c)运算放大器两个输入端的输入电流为零：即:I+=I-=0（虚断）模拟电路实验箱的用法•双电源的连接：•电路元件的连接：•负反馈电阻的连接：•电路的输入：•电路的输出：•负载电阻的选择：实验内容及步骤：1.首先将放大器调零;按下图接线，接通电源后，调节调零电位器RP，使输出Vo=0（小于±10mV），运放调零后，在后面的实验中均不用调零了。2.按试验电路图接线路,注意以下几点:检查集成运放的方法实验原理电路及实验步骤图6-1反相比例运算电路1.反相比例运算：(1)．原理:由于反相输入端为“虚地”点，且有净输入电流Ii′=0，故:Ii=IfifoVRRV11RRAffIiIfIi′(2)．反相比例运算实验步骤：1.对照实验电路图6-1，按参数要求连接线路，经检查无误后，打开电源进行实验。2.用数字式万用表分别测量输入和输出电压值，以上数值对应填入表6-1。3.注意：实验中必须使|Vi|1v。因为该电路运算关系为：•表6-1：101RRVVfioVi(v)-0.8-0.4-0.20+0.2+0.4+0.8Vo(v)VO理论值2.反相加法运算电路：(1)．原理:如图6-2所示。反相加法运算电路的函数关系式为：若取R1=R2=R3=R，则有:运算中，调节某一路信号的输入电阻时，不会影响其他输入电压与输出电压的比例关系，因而调节方便。2211ififoVRRVRRV)(211iifoVVRRV图6-2反相加法运算原理图(2)．反相加法运算：1.对照实验电路图6-2，按参数要求连接线路，经检查无误后，打开电源进行实验。2.先用数字式万用表测量输入电压Vi1、Vi2的值，然后用短导线将Vi1、Vi2连接到电路中，再用数字式万用表测量输出电压V0值，把以上数据对应填入表6-2。3.注意：实验中必须使|Vi1+Vi2|1v，（Vi1、Vi2可为不同的数值，不同的极性）则该电路运算关系为：)(10)(21211iiiifoVVVVRRVVi1(v)Vi2(v)Vo(v)Vo理论值表6-23.减法运算电路：(1)．原理:如图6-3所示：实际应用中，要求R1=R2,R3=Rf，且须严格配对，这有利于提高放大器的共模抑制比及减小失调。运算关系为：)(121iifoVVRRV图6-3减法运算原理图(2)减法运算实验步骤:1.对照实验电路图6-3，按参数要求连接线路，经检查无误后，打开电源进行实验。2.先用数字式万用表确定输入电压Vi1、Vi2的值，然后用短导线将Vi1、Vi2连接到电路中，再用数字式万用表测量输出电压V0值，把以上数据对应填入表6-3。3.注意：实验中必须使|Vi1-Vi2|1v，（Vi1、Vi2可为不同的数值，不同的极性）则该电路运算关系为：•表6-3Vi1Vi2VoVO理论值4.积分运算电路(1)．原理:•如图6-4所示：•积分运算电路的运算关系式为：•设VC(0)=O图6-4积分运算电路tiodtVRCV010.1v(2)积分运算实验步骤：•1.对照实验电路图6-4，按参数要求连接线路，经检查无误后，打开电源进行实验。•2.注意：实验中必须使|Vi|1v。则该电路运算关系为：•3.合上k，其余连线不变，此时的Vc(o)=0，以消除积分起始时刻前积分漂移所造成的影响。•4.调节RP，使Vi=0.1v，准备好电路，然后断开k，用数字式万用表测出相应的Vo，填入表6-4。tiioVRCtdtVRCV015.使图6-4中积分电容改为0.1μ，断开K，VI分别输入：频率为500～1KHz，幅值为0.5v的方波和有效值为0.5v的正弦波信号，用示波器分别观测输入和输出电压波形，注意Vi和V0的大小及相位关系，并记录波形。t(秒)05101520253035-VoVo理论值表6-4tiodtURCU01•设UC(0)=＝O•则dtURCUio016.微分运算：dtdViRCVo图6-5微分运算电路图(1)．原理:(2)微分运算：•1.对照实验电路图6-5，按参数要求连接线路，经检查无误后，打开电源进行实验。•使图6-5中微分电容为0.1μ，分别输入：频率为200Hz，有效幅值为2v的方波和正弦波信号，分别观察Vi和Vo的大小及相位关系，并记录波形。•2.注意：该电路运算关系为：dtdVRCVio