集成运放的线性应用实验报告

一、实验目的

1、掌握运放的线性工作区特点；

2、理解运放主要参数的意义；

3、掌握运放电路线性区分析测试方法；

4、掌握运算放大电路设计方法；

5、掌握半波整流电路分析设计方法；

二、实验仪器

1. 多功能函数发生器 1台

2. 数字示波器 1台

3. 数字万用表 1台

4. 模拟电子技术实验训练箱 1台

三、实验电路

电压跟随器电路反向电压放大器电路

加法器电路积分器电路

半波整流器电路

四、工作原理

集成运放是高增益的直流放大器。若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络，则可以实现不同的电路功能。例如，施加线性负反馈，可以实现放大功能以及加、减、微分、积分等模拟运算功能，施加非线性负反馈，可以实现对数、乘、除等模拟运算功能以及非线性变换功能；施加线性或非线性

反馈，或将正、负两反馈结合，可以实现产生各种模拟信号的功能。在使用集成运放时，要特别注意下列两个共性问题。首先，在输出信号中含有直流分量的应用场合下，必须考虑“调零”问题。第二，是相位补偿问题，不能让运算放大器产生自激现象，保证运放的稳定正常工作。此外,为了见效输入级偏置电流引起的误差，一般要求同相端和反相端到地直流电阻相等——保持输入端直流平衡。

五、实验内容与步骤

1、电压跟随器

按图电路接线，输入信号由同相端引入，测取Vi，V o，探究其关系。

2、反向电压放大器

按图电路接线，输入信号由反向端引入，测取Vi、V o，探究其有什么关系。

3、加法器

按如图电路接线。加入输入信号。然后分别给Vi1、Vi2两个电压值，并测Vi1、Vi2、V o，分析其关系。

4、积分器

按电路接线输入方波信号，f=100-1000Hz，用示波器观察V o，并记录之。

5、半波整流电路

按图接线。输入信号为正弦波，f=100-1000Hz,用示波器观察V o的波形，并记录之。

六、实验数据整理分析

1、电压跟随器

按图电路接线，输入信号由同相端引入，测取Vi，V o，探究其关系。

Vi Vo

0.5 V0.499 V

5 V 5.002 V

10 V9.996 V

根据测量所得数据可知，Vi与V o之间的关系为Vi = V o。

2、反向电压放大器

按图电路接线，是输入信号由反向端引入，测取Vi、V o，探究其关系。

Vi Vo

0.4 V-4.002 V

0.8 V-8.001 V

1.2 V-1

2.001 V

1.3 V -1

2.547 V

1.5 V -1

2.561 V

有测量数据可知，Vi与V o之间的关系为V o = -10Vi，因为其工作电源为±12V，使得其输出电压的最大值

|V omax|=12 V，由于V o = -10Vi，Vi的大小范围为-1.2V - 1.2V。

3、加法器

按如图电路接线。加入输入信号。然后分别给Vi1、Vi2两个电压值，并测Vi1、Vi2、V o，分析其关系。

Vi1 Vi2 Vo

0.2 V 0.5 V -4.506 V

0.4 V 1.0 V -9.005 V

0.8 V 0.4 V -10.005 V

由测量的数据可得，V o与Vi1和Vi2的关系为-V o =

10Vi1+5Vi2，由于其工作电源为±12V，使得其输出电压V o 的大小范围为-12V-12V,当Vi1=0V时，|Vi2|有最大值2.4V；当Vi2=0V时，|Vi1|有最大值1.2V；当Vi1与Vi2均不为0时，Vi1与Vi2需要满足-12V≤10Vi1+5Vi2≤12V的关系。

4、积分器

按电路接线输入方波信号，f=100-1000Hz，用示波器观察V o，并记录之。

C=3000pf R=20KΩ

C=2000pF R=20kΩ C=3000pF R=15kΩ

C=3000pF R=25kΩ C=4000pF R=20kΩ

由实验可知，若增大R或C，输出波形的幅值减小，若减小R或C，输出波形的幅值增大。

5、半波整流电路

按图接线。输入信号为正弦波，f=100-1000Hz,用示波器观察V o的波形，并记录之。

Vo的输出波形

当Vi大于0时，D1导通,D2截止，Rf电路被短路导致V o=0V；当Vi小于0时，D1截止，D2导通，V o= -Vi。

当两个二极管反向时，输出电压波形如下：

当Vi大于0时，D2导通,D1截止，Rf电路被短路导致V o=-Vi；当Vi小于0时，D2截止，D1导通，V o= 0V。

二极管反向导致输出波形刚好相反，输出电压的波形同输入电压的关系刚好相反。