模电设计性实验报告——集成运算放大器的运用之模拟运算电路

算电路

重庆科技学院 设计性实验报告

学 院:_电气与信息工程学院_ 专业班级: 自动化1102 学生姓名: 罗讯 学号: 2011441657

实验名称: 集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路 完成日期:2013年 6月 20 日 重庆科技学院学生实验报告

集成运算放大器的基本应用——课程名称 模拟电子技术 实验项目名称 模拟运算电路 开课学院及实验室 实验日期 学生姓名 罗讯 学号 2011441657 专业班级 自动化1102 指导教师 实验成绩

实验六 集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路 一、 实验目的 1、 研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法等基本运算电路的功能 2、 了解运算放大器在实际应用时应考虑的有些问题 二、 实验仪器

1、 双踪示波器; 2、数字万用表; 3、信号发生器 三、 实验原理

在线性应用方面，可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。 1) 反相比例运算电路

电路如图6-1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

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

//。 RF 100k

1 5 4 R1 10k 2 Ui 6 Uo 3 U1 R2 9.1k 7 图6-1 反相比例运算电路 2) 反相加法电路

电路如图6-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为:

//// RF 100k

R1 10k Ui1 4 1 5 R2 20k 2 Ui2 6 Uo 3 U1 R3 6.2k 7 图6-2 反相加法运算电路 3) 同相比例运算电路

图6-3(a)是同相比例运算电路。 RF 100k 1 5 4 R1 10k 2 6 Uo 3 R2 9.1k U1 7 RF 10k 4 1 5 2

6 R2 Uo 3 Ui 10k U1 7

(a)同乡比例运算 (b)电压跟随器

图6-3 同相比例运算电路 它的输出电压与输入电压之间关系为:

//

当即得到如图6-3所示的电压跟随器。图中,用以减小漂

移和起保护作用。一般取10KΩ,太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。 4) 差动放大电路(减法器)

对于图6-4所示的减法运算电路，当

RF 100k 7 1 5 R1 10k

3 Ui1 6 R2 10k Uo 2 Ui2 U1 4 R3 100k

图6-4 减法运算电路 5) 积分运算电路 C1 100nF RF 1M

100k 7 1 5 R1 3 Ui 6 R2 Uo 2

U1 100k 4

图6-5 积分运算电路

反相积分电路如图6-5所示，在理想化条件下，输出电压等于

式中是t=0时刻电容C两端的电压值，即初始值。

如果E的阶跃电压，并设=0，则

此时显然RC的数值越大，达到给定的值所需的时间就越长，改变R或C的值 积分波形也不同。一般方波变换为三角波，正弦波移相。 四、 实验内容及实验数据

实验时切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。输入信号时先按实验所给的值调好信

号源再加入运放输入端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可

以不用调零，以后不再说明调零情况。 1、 方向比例运算电路 按图6-1正确连线。 1)

2) 输入f=100HZ，=0.5V(峰峰值)的正弦交流信号，打开直流开关，用毫伏表测量

值，并用示波器观察的相位关系，记入表6-1。

表6-1 (峰峰值)，f=100HZ

Ui(V) Uo(V) Ui波形 Uo波形 Av 0.51 4(92 如图 如图 实测值 计算值 -9.61 -10

Ui波形

Uo波形

2、 同相比例运算电路

1) 按图6-3(a)连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表6-2。6-3(a)改为6-3(b)电路重复内容1)。

将图 2) 表6-2 =0.5V， f=100HZ

Ui(V) Uo(V) Ui波形 Uo波形 Av 0.516 5.48 如图 如图 实测值 计算值 10.62 11

U i波形

Uo波形 Ui(V) Uo(V) Ui波形 Uo波形 Av 0.516 0.516 如图 如图 实测值 计算值

1 1

Ui、Uo波形一样 3、 反相加法运算电路 1) 按图6-2正确连接实验电路

2) 输入信号采用直流信号源，图6-7所示电路为简易直流信号源:

Ui1 Ui2

图6-7 简易可调直流信号源

用万用表测量输入电压(且要求均大于零小雨0.5V)及输出电压，计入下表

表6-3

Ui1(V) 0.15 0.20 0.40 0.40 0.20 Ui2(V) 0.31 0.31 0.41 0.45 0.41 Uo(V) -3.08 -3.59 -6.03 -6.22 -4.11

4、 减法运算电路

1)按图6-4正确连接实验电路

2)采用直流输入信号，实验步骤同内容3，计入条6-4。 表6-4

Ui1(V) 0.45 0.38 0.31 0.26 0.20 Ui2(V) 0.39 0.43 0.29 0.24 0.21 Uo(V) -0.66 0.42 -0.34 -0.27 0.05

5、 积分运算电路

1) 按积分电路如图6-5所示正确连接。

2) 取频率约为100HZ，峰峰值为0.5V的方波作为输入信号，打开直流开关，输出端

接示波器，可观察到三角波波形输出并记录之。

五、 实验小结

对比实验内容1和2波形，会发现Uo方向正好相反，正是同相和反相的差别，我在做实验6时，发现直流电源不通时会得到完全不同的输出波形，只有接通是得到正确波形，因为在不通时，电路已经变了。