集成运算放大器的基本应用-模拟运算电路

一、实验目的
1、 掌握用集成运算放大器组成的比例、加法、减法、积分等运算电路的性能及其测试方法。
2、 了解μa741运算放大器使用中的一些注意事项。
二、实验设备
双踪示波器 函数信号发生器
交流毫伏表 直流稳压源
数字万用表 子板-集成运放电路实验板
模拟实验箱
三、预备知识
1、 直流信号源
图7-1所示直流信号源由a5实验板左测提供。将±12v电源接入a5实验板,调节信号源两电位器,可在-5v~+5v范围内分别获得两路独立可调的直流信号;电压选择按键按下时,两路直流信号的可调范围则为-0.5v~+0.5v。
该直流信号源在以下比例放大、加法、减法、积分等运算电路中均有应用。μa741图7-2(a)所示构成的反相比例运算电路, μa741是一个高增益的直流放大器,属第二代通用型运放,其dip封装的引脚分布如图7-2所示。
图7-2 μa741 dip封装
四、实验内容及要求
1、反相比例运算放大器:
图7-3反相比例运算放大器原理图
实验电路如图7-3,试确定电路中元件参数,以实现vo =-10vi **的运算关系。
(1) 调零:比例运算电路首先要进行闭环调零。按图7-3连接电路,调整rp=9.1kω,令输入v i =0,用万用表直流电压挡监测输出电压v 0 ,调节运算放大器的调零电位器 rv1、rv2 ,使v 0 =0v。
实验操作-调整平衡电阻rp为9.1k
实验操作-调零
(2) 测量电压放大倍数:用直流电压表测量输出电压,验证反相比例运算放大器的传输特性,测量ui和u 0, 将数据记录在表7-1中,并计算理论值与实测值之间的误差。
实验操作-反向比例-输入电压vi=-0.8v
实验操作-反向比例-输入电压vi=-0.8v测量vo
实验操作-反向比例-输入电压vi=-0.4v
实验操作-反向比例-输入电压vi=-0.4v测量vo
实验操作-反向比例-输入电压vi=1v
实验操作-反向比例-输入电压vi=1v测量vo
实验操作-反向比例-输入电压vi=1.2v
实验操作-反向比例-输入电压vi=1.2v测量vo
(3)将v**i改为0.1~0.5v的正弦交流信号输入时,观察测量输出波形,并记录交流输出结果。
实验操作-反向比例-输入正弦交流电压vi=0.1v有效值
实验操作-反向比例-输入正弦交流电压vi=0.1v有效值测量vo
实验操作-反向比例-输入正弦交流电压vi=0.1v有效值输入输出波形
2、反相输入加法器:
实验电路如图7-4所示,试确定电路中元件参数,以实现 vo =-10(v**i1 +v* i2 * )** 。
注意: 调整rp=6.2kω,合理给定直流输入电压信号vi1、v**i2的量值。
图7-4 反相输入加法器原理图
实验操作-调整平衡电阻rp为6.2k
实验操作-反相加法输入vi1=0.1v
实验操作-反相加法输入vi2=0.2v
实验操作-反相加法输入0.1v、0.2v测量输出vo
实验操作-反相加法输入vi1=0.1v
实验操作-反相加法输入vi2=-0.2v
实验操作-反相加法输入0.1v 、-0.2v测量输出vo
3、差动输入减法器:
实验电路如图7-5,试确定电路中元件参数,以实现 vo =10(v**i2 -v**i1 )** 。
注意: 调整rp=100kω,合理给定直流输入电压信号vi1、v**i2的量值。
图7-5 差动输入减法器原理图
实验操作-调整平衡电阻rp为100k
实验操作-减法运算输入vi2=0.2v
实验操作-减法运算输入vi1=0.1v
实验操作-减法运算输入0.2v、0.1v测量输出vo
实验操作-减法运算输入vi2=-0.2v
实验操作-减法运算输入vi1=0.1v
实验操作-减法运算输入-0.2v、0.1v测量输出vo
*4、反相输入积分器:
实验电路如图7-6所示:输入信号为正弦信号或为1000~5000hz、2v的方波信号时,分别观测并记录输出信号的波形。
图7-6 反相输入积分器原理图
*5、电压跟随器:
实验电路如图7-7所示,输入正弦电压信号,令vi=2v,将示波器置“x—y”工作模式,并选择合适量程。由于vi、vo同频同相,故利用李沙育波形合成法可以观测电压跟随器的电压传输特性。记录示波器所显示的波形,并标注其坐标参数。
图7-7 电压跟随器原理图

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