华中科技大学电子线路实验报告集成运算放大器的基本应用

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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. 了解集成运算放大器的基本特性和工作原理。

2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路的设计与调试方法。

3. 熟悉集成运算放大器在实际电路中的应用,提高电子电路设计能力。

二、实验原理集成运算放大器(Op-Amp)是一种高增益、低输入阻抗、高输入电阻、低输出阻抗的直接耦合放大器。

它广泛应用于各种模拟信号处理和产生电路中。

本实验主要研究集成运算放大器的基本应用电路,包括反相比例放大电路、同相比例放大电路、加法运算电路、减法运算电路等。

三、实验仪器与设备1. 集成运算放大器:TL0822. 直流稳压电源:±15V3. 数字万用表4. 示波器5. 面包板6. 连接线7. 电阻、电容等元件四、实验内容1. 反相比例放大电路(1)电路连接:将集成运算放大器TL082的输入端分别连接到输入电阻R1和地,输出端连接到负载电阻R2,反馈电阻Rf与R1并联后连接到反相输入端。

(2)电路调试:将输入电压信号输入到电路中,使用示波器观察输出电压波形,调整R1和Rf的值,使输出电压与输入电压成反相关系。

(3)实验结果:当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时,输出电压与输入电压成反相关系,放大倍数为-10。

2. 同相比例放大电路(1)电路连接:将集成运算放大器TL082的同相输入端连接到输入电阻R1,反相输入端连接到地,输出端连接到负载电阻R2,反馈电阻Rf与R1并联后连接到同相输入端。

(2)电路调试:将输入电压信号输入到电路中,使用示波器观察输出电压波形,调整R1和Rf的值,使输出电压与输入电压成正比关系。

(3)实验结果:当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时,输出电压与输入电压成正比关系,放大倍数为10。

3. 加法运算电路(1)电路连接:将集成运算放大器TL082的反相输入端连接到地,同相输入端连接到两个输入电阻R1和R2,输出端连接到负载电阻R3,反馈电阻Rf与R1、R2并联后连接到同相输入端。

集成运算放大器的基本应用实验报告

集成运算放大器的基本应用实验报告

集成运算放大器的基本应用实验报告集成运算放大器的基本应用实验报告引言:集成运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。

它具有高增益、低失调、宽带宽等特点,可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。

在本次实验中,我们将通过几个基本应用实验,探索集成运算放大器的工作原理和应用场景。

实验一:非反相放大器非反相放大器是Op-Amp最常见的应用之一。

它通过将输入信号与放大倍数相乘,输出一个放大后的信号。

我们在实验中使用了一个标准的非反相放大器电路,将一个正弦波信号作为输入,观察输出信号的变化。

实验结果显示,输出信号的幅度和输入信号的幅度相比,增大了放大倍数倍。

而相位方面,输出信号与输入信号的相位保持一致。

这说明非反相放大器能够有效放大输入信号,并且不改变其相位。

实验二:反相放大器反相放大器是Op-Amp另一种常见的应用。

它与非反相放大器相比,输入信号与放大倍数相乘后取反,输出一个反向的放大信号。

我们在实验中使用了一个反相放大器电路,将一个正弦波信号作为输入,观察输出信号的变化。

实验结果显示,输出信号的幅度与输入信号的幅度相比,同样增大了放大倍数倍。

但是相位方面,输出信号与输入信号相差180度。

这说明反相放大器能够有效放大输入信号,并且改变其相位。

实验三:积分器积分器是Op-Amp的另一个重要应用。

它可以将输入信号进行积分运算,输出一个积分后的信号。

我们在实验中使用了一个积分器电路,将一个方波信号作为输入,观察输出信号的变化。

实验结果显示,输出信号呈现一个斜率逐渐增大的曲线,表明输入信号得到了积分。

这说明积分器能够有效对输入信号进行积分运算,输出一个积分后的信号。

实验四:微分器微分器是Op-Amp的又一个重要应用。

它可以将输入信号进行微分运算,输出一个微分后的信号。

我们在实验中使用了一个微分器电路,将一个正弦波信号作为输入,观察输出信号的变化。

华中科技大学电子线路实验报告精密全波整流

华中科技大学电子线路实验报告精密全波整流
六、实验结果及分析
1、实验所用芯片为 LM324,管脚为 1、2、3 与 4、5、6。 输入正弦电压 vi=5V (峰峰值)、f =1kHz ,用示波器观察并 记录 vi、vo1、vo 的波形,vi、vo1 如图 3 所示、vi、vo 如图 4 所示 。
3
图3
图4 2、用示波器 X-Y 方式,观察电压传输特性曲线,如图 5 所示。
-101
370 0.253 102 498
-1520 -1030 488
-500
-999
-5030
447 -0.793
492 1010
471 -0.724
973 4980
550 -0.635 5920
-2550 -2000 968
-10400 -9800 4790
4
V/mv
用 excel 将 V’o1、Vo1、Vo 三者随 Vi 的变化关系绘制如图 6 所示。
图5
3、输入端加正负直流电压,用万用表测量三点电压, 结果如表 1 所示。
表 1 输出电压记录
输入负直流电压
V1/mV
输出电压
V’o1/mV Vo1/mV
Vo/mV
输入正直流电压
V1/mV
输出电压
V’o1/mV Vo1/mV
Vo/mV
-0.300
-246 -3.51 1.51 101
-638 -200 100
-6000
-4000
8000 6000 4000 2000
0 -200-02000 0
-4000 -6000 -8000 -10000 -12000
Vi/mV
2000
4000
6000
V'o1 Vo1 Vo

集成运算放大器应用实验报告

集成运算放大器应用实验报告

集成运算放大器应用实验报告集成运算放大器应用实验报告引言:集成运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种非常常见的电子元件,广泛应用于电路设计和实验中。

本实验旨在通过实际应用,深入了解集成运算放大器的特性和使用方法,并通过实验结果验证理论知识的正确性。

实验目的:1. 了解集成运算放大器的基本结构和工作原理;2. 掌握集成运算放大器的常见应用电路;3. 通过实验验证理论知识的正确性。

实验仪器和材料:1. 集成运算放大器(例如LM741);2. 电阻、电容等基本电子元件;3. 示波器、信号发生器等实验仪器。

实验步骤:1. 集成运算放大器的基本特性实验首先,将集成运算放大器与电源相连接,并通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率,观察输出波形的变化。

记录实验结果,并与理论知识进行对比分析。

2. 集成运算放大器的反相放大电路实验搭建反相放大电路,输入一个正弦波信号,通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率,观察输出波形的变化。

记录实验结果,并与理论计算值进行对比。

3. 集成运算放大器的非反相放大电路实验搭建非反相放大电路,输入一个正弦波信号,通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率,观察输出波形的变化。

记录实验结果,并与理论计算值进行对比。

4. 集成运算放大器的积分电路实验搭建积分电路,输入一个方波信号,通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率,观察输出波形的变化。

记录实验结果,并与理论计算值进行对比。

实验结果与分析:1. 集成运算放大器的基本特性实验结果根据实验结果观察到,集成运算放大器具有高增益、低失调电压和低输入阻抗等特点。

随着输入信号幅值的增加,输出信号也随之增大,且输出信号与输入信号具有线性关系。

2. 集成运算放大器的反相放大电路实验结果通过实验观察到,反相放大电路可以将输入信号的幅值放大,并且输出信号与输入信号相位相反。

实验结果与理论计算值基本一致,验证了理论知识的正确性。

集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告

集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告

集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告实验目的:1. 学习集成运算放大器的基本应用;2. 掌握模拟运算电路的基本组成和设计方法;3. 理解反馈电路的作用和实现方法。

实验器材:1. 集成运算放大器OP07;2. 双电源电源供应器;3. 多用途万用表;4. 音频信号发生器;5. 电容、电阻、二极管、晶体管等元器件。

实验原理:集成运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、具有巨大开环增益的差分放大器。

在应用中,我们通常通过反馈电路来控制放大器的增益、输入输出阻抗等特性,从而使其实现各种模拟运算电路。

常用的反馈电路有正向电压反馈、负向电压反馈和电流反馈等。

各种反馈电路的实现方法有所不同,但基本思想都是引入一个反馈回路来控制电路的传递函数,从而实现对电路特性的控制。

实验内容:1. 非反相比例放大电路按照电路图接线,设置正常的电源电压和输入信号参数,测量输出电压和放大倍数,记录实验数据。

2. 非反相积分电路按照电路图接线,设置正常的电源电压和输入信号参数,测量输出电压和放大倍数,记录实验数据。

3. 非反相微分电路按照电路图接线,设置正常的电源电压和输入信号参数,测量输出电压和放大倍数,记录实验数据。

4. 反相比例放大电路按照电路图接线,设置正常的电源电压和输入信号参数,测量输出电压和放大倍数,记录实验数据。

5. 反相积分电路按照电路图接线,设置正常的电源电压和输入信号参数,测量输出电压和放大倍数,记录实验数据。

6. 反相微分电路按照电路图接线,设置正常的电源电压和输入信号参数,测量输出电压和放大倍数,记录实验数据。

7. 增益和带宽测试选择合适的集成运算放大器,按照电路图接线,设置正常的电源电压和输入信号参数,测量输出电压和放大倍数,记录实验数据。

实验数据及分析:根据实验中所得到的数据,可以绘制出放大倍数和频率的曲线图,从中可以看出电路的增益特性和带宽特性。

实验结论:通过本次实验,我们学习了集成运算放大器的基本应用,掌握了模拟运算电路的基本组成和设计方法,理解了反馈电路的作用和实现方法,同时也提高了我们的实验操作能力。

实验四 集成运算放大器的基本应用

实验四 集成运算放大器的基本应用

•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
集成运算放大器按照输入方式可以分为同相、反相、差分三种接法,按照
输入电压与输出电压的运算关系可以分为比例、加法、减法、积分、微分等, 输入方式和运算关系组合起来,可以构成各种运算放大器。
1、反相放大器
反馈电阻RF值不能太大,否则会产生较大的噪声及漂移,一般为几十千欧至几百 千欧。R1的取值远大于信号源U1的内阻。 若RF等于R1,则为倒相器,可作为信号的极性转换电路。
2、同相放大器
若RF约为0,R1为无穷大。则该运算放大器为电压跟随器。与晶体管电压 跟随器(射极输出器)相比,集成运放的电压跟随器的输入阻抗更大,几 乎不从信号源吸取电流;输出阻抗更小,可视作电压源,是比较理想的阻 抗变换器。
3、波形发生器电路
在工程实际中,信号产生电路获得了广泛的应用,除大家比较熟悉 的正弦波信号外,还有各种非正弦信号,如方波、三角波等。这些 波形发生器不需要输入信号而产生了各种周期性的波形输出,它们 的共同特点是在电路中都引入了足够强的正反馈。 不需要外接输 入信号就能将直流能源转换成具有一定频率、幅度、一定波形的交 流信号。
实验四 集成运算放大器的基本应用
一、实验目的 1、加深对集成运算放大器的理解; 集成运算放大器(简称运放)是一种高电压放大倍数的直接耦合放大器。它工 作在放大区时,输入和输出呈线性关系,所以它又被称为线性集成电路。 2、了解集成运算放大器的基本应用 3、掌握基本运算放大器电路的测量方法。 • 二、实验原理 •
元件参数值:C=0.1uF,RF=20KOhms;R2=27K R1=30K

集成运算放大器的基本应用实验报告

集成运算放大器的基本应用实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对集成运算放大器的基本应用进行实验操作,加深对集成运算放大器的工作原理和基本应用的理解,掌握集成运算放大器的基本特性和应用技巧,提高实验操作能力和动手能力。

二、实验仪器与设备。

1. 集成运算放大器实验箱。

2. 示波器。

3. 直流稳压电源。

4. 电阻、电容等元器件。

5. 万用表。

6. 示波器探头。

三、实验原理。

集成运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种高增益、直流耦合的差动放大器,具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定、频率响应宽等特点,广泛应用于模拟电路中。

在本实验中,我们将学习集成运算放大器的基本特性和应用技巧,包括集成运算放大器的基本参数、基本电路和基本应用。

四、实验内容。

1. 集成运算放大器的基本参数测量。

a. 输入失调电压的测量。

c. 增益带宽积的测量。

2. 集成运算放大器的基本电路实验。

a. 非反相放大电路。

b. 反相放大电路。

c. 比较器电路。

d. 电压跟随器电路。

3. 集成运算放大器的基本应用实验。

a. 信号运算电路。

b. 信号滤波电路。

c. 信号调理电路。

五、实验步骤。

1. 连接实验仪器与设备,按照实验要求进行电路连接。

2. 分别测量集成运算放大器的输入失调电压、输入失调电流和增益带宽积。

3. 搭建集成运算放大器的基本电路,观察输出波形并记录实验数据。

4. 进行集成运算放大器的基本应用实验,观察输出波形并记录实验数据。

六、实验数据与分析。

1. 输入失调电压测量数据。

输入失调电压,0.5mV。

平均输入失调电压,0.55mV。

2. 输入失调电流测量数据。

输入失调电流,10nA。

输入失调电流,12nA。

平均输入失调电流,11nA。

3. 增益带宽积测量数据。

增益带宽积,1MHz。

4. 实验数据分析。

通过测量数据的分析,我们可以得出集成运算放大器的输入失调电压较小,输入失调电流也较小,增益带宽积较大,符合集成运算放大器的基本特性。

华中科技大学电子线路实验报告集成运算放大器的基本应用


集成运算放大器 LM324 的内部电路结构和引脚排列如图 7 所示。
14
13
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+
+
+ -
+ -
1
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3
4
5
6
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五.硬件实验内容
1. 反相比例运算
1 设计并安装反向比例运算电路,要求输入阻抗 Ri 10k 。 ○ 2 在该放大器输入端加入 f ○ 电压,电压增益。
vo
R 100k
图 3 反向比例减法运算电路原理
4. 反向比例积分运算电路
0.01uf
Rf R1 10k v1 A vo
100k
RL
R’ 9k 10k
图 4 反向比例积分运算电路原理 如图 4,当运算放大器开环电压增益足够大,且 Rf 开路时,可人认为 iR ic ,其中
iR
v1 R1
i c C
1.在反相比例加法运算电路中 (开关 S 置 A 点) 。 R'值应怎样确定?若 R1=R2=10kΩ, R'=5.1k Ω,试问:取 R1=10kΩ和 R1=100kΩ两种情况下,哪一种运算精度高?为什么?对照实验结 果分析。 答:① R Rf // R1 // R 2 ,②R1=100kΩ精度高,因为当 R1 越小,信号的放大越明显,则精 度越高。 2.若输入信号与放大器的同相端相连, 当信号正向增大时, 运算放大器的输出时正还是负? 答:因为放大器同相端与输出端同相,所以输出应为正 3.若输入信号与放大器的同相端相连, 当信号反向增大时, 运算放大器的输出时正还是负? 答:放大器反相端与输出端反相,当信号负向增大,输出应为正

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uA741 2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?A741的电路。

首先将+12V和-12V直流电压正确接入?A741的Vcc+(7脚)和Vcc-(4脚)。

2、用?A741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?A741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。

+Vcc VO NC 调零调零 V- V+ -VEEuA741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。

(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Vid max 和最大共模输入电压Vic max两输入端电位差称为“差模输入电压”Vid :Vid。

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实验目的,通过本次实验,我们将学习集成运算放大器的基本原理和应用,掌握运算放大器的基本参数测量方法,了解运算放大器在电路中的应用。

实验仪器,集成运算放大器、示波器、信号发生器、直流稳压电源、电阻、电容、万用表等。

实验原理,运算放大器是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。

在实验中,我们将通过测量运算放大器的输入偏置电压、输入失调电压、输入失调电流、增益带宽积等参数,来了解运算放大器的基本性能。

实验步骤:1. 连接电路,按照实验指导书上的电路图,连接好运算放大器的电路。

2. 测量输入偏置电压,将输入端接地,测量输出端的电压,计算出输入偏置电压。

3. 测量输入失调电压和输入失调电流,将输入端接地,测量输出端的电压,再将输出端接地,测量输入端的电压和电流,计算出输入失调电压和输入失调电流。

4. 测量增益带宽积,通过改变输入信号的频率,测量输出信号的幅度,计算出增益带宽积。

5. 测量共模抑制比,通过改变输入信号的幅度,测量输出信号的幅度,计算出共模抑制比。

实验结果与分析:通过实验测量,我们得到了运算放大器的各项参数,分析结果如下:1. 输入偏置电压为0.5mV,说明运算放大器的输入端存在微小的偏置电压。

2. 输入失调电压为1mV,输入失调电流为10nA,说明运算放大器的输入端存在微小的失调电压和失调电流。

3. 增益带宽积为1MHz,说明运算放大器在1MHz以下的频率范围内具有较高的增益。

4. 共模抑制比为80dB,说明运算放大器具有较好的共模抑制能力。

结论:通过本次实验,我们对集成运算放大器的基本原理和应用有了更深入的了解,掌握了运算放大器的基本参数测量方法,并了解了运算放大器在电路中的应用。

同时,我们也了解到了运算放大器的一些性能指标,为今后的实际应用提供了参考依据。

总结:集成运算放大器是电子电路中常用的重要器件,具有高增益、差分输入、单端输出等特点,广泛应用于放大、滤波、积分、微分等电路中。

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dvo(t ) dt
将 iR, iC 代入,并设电容两端初始电压为零,则
vo(t )
1 t v1(t )dt R1C 0
当输入信号 v1(t ) 为幅度 V 1 的直流电压时,
vo(t )
1 t 1 V 1dt V 1t 0 R1C R1C
此时输出电压 vo (t ) 的波形是随时间线性下降的,如图 5。当输入信号 v1(t ) 为正方波时,输 出电压 vo (t ) 的稳态波形如图 6 所示。
Rf 10 R1, C 1F 。
集成运算放大器 LM324 的内部电路结构和引脚排列如图 7 所示。
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五.硬件实验内容
1. 反相比例运算
1 设计并安装反向比例运算电路,要求输入阻抗 Ri 10k 。 ○ 2 在该放大器输入端加入 f ○ 电压,电压增益。
R 5.1k 100k
vo
图2
反向比例加法运算电路原理
3. 反向比例减法运算
减法运算电路如图 3,当 R1 R 2, R Rf 时,输出电压
3
vo
Rf (v12 v11) R1
Rf
在电阻值严格匹配情况下,本电路具有较高的共模抑制能力。
R1 10k v11
100k
A v12 R2 100k
华中科技大学 《电子线路设计、测试与实验》实验报告
实验名称: 院(系) : 专业班级: 姓名: 学号: 时间: 地点: 实验成绩: 指导教师:
集成运算放பைடு நூலகம்器的基本应用
2013 年 5 月 7 日
1
一.实验目的
1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法,重点掌握积分输入, 输出波形的测量和描绘方法。
八、小结
本次实验相比于前几次实验而言,相对简单,因而做的也较快。唯一容易出错的地方在于实 验电路需要更换, 因而换电路时, 要特别注意电阻的阻值, 最好用万用表量一下在接入电路。 本实验应用到了集成运算放大器, 这是以前的实验没有接触到的, 本实验了解到了集成运放 的连接方式,因而也有一些收获。
7
九、
1.在反相比例加法运算电路中 (开关 S 置 A 点) 。 R'值应怎样确定?若 R1=R2=10kΩ, R'=5.1k Ω,试问:取 R1=10kΩ和 R1=100kΩ两种情况下,哪一种运算精度高?为什么?对照实验结 果分析。 答:① R Rf // R1 // R 2 ,②R1=100kΩ精度高,因为当 R1 越小,信号的放大越明显,则精 度越高。 2.若输入信号与放大器的同相端相连, 当信号正向增大时, 运算放大器的输出时正还是负? 答:因为放大器同相端与输出端同相,所以输出应为正 3.若输入信号与放大器的同相端相连, 当信号反向增大时, 运算放大器的输出时正还是负? 答:放大器反相端与输出端反相,当信号负向增大,输出应为正
2 用 DC 挡测试 Vi, Vo ,画出其波形,标出其幅值和周期 ○ 获得如下波形
六、 实验结果及分析
1、反相比例运算
Vo Vi Vi=608mV Vi=704mV 6.32V 7.28V 6.08V 7.04V 3.9% 3.4% Vo 实测值 Vo 理论值 相对误差
实验结果分析结论: 由结果计算出相对误差,实验结果在误差允许范围内,实验结果有效 2、反向比例积分电路
实验中出现的问题、分析及解决方案
用示波器测量电压时,电压的示数跳动较为严重,采样采取平均后,跳动有所缓解,但示数 仍难连续变化,当信号源电压连续变化时,用示波器读出是 8 毫伏 8 毫伏地变化,感觉这是 引起误差较为严重的因素。另外,电阻阻值的误差,电路接触也会引起误差,但应该不大。
8
2. 反向比例加法运算
反向比例加法运算电路如图 2 所示, 当运算放大器开环增益足够大时, 其输入端为 “虚地” ,
v11 和 v12 均可通过 R1 、 R 2 转换成电流,实现代数相加,其输出电压
Rf Rf vo v11 v12 R2 R1
当 R1 R 2 R 时
4、反相比例减法运算
Vi Vi1=960mV Vi2=700mV Vi1=960mV Vi2=600mV Vo Vo 实测值 Vo 理论值 相对误差
2.40V 3.54V
2.60V 3.60V
7.7% 1.7%
实验结果分析结论: 由结果计算出相对误差,实验结果在误差允许范围内,实验结果有效
七、思考题
4
实际电路中,通常在积分电容两端并联反馈电阻 Rf ,用于直流负反馈,其目的是减小集 成运算放大器输出端的电流漂移,其阻值必须取得大些,否则电路将变成一阶低通滤波器。 同时 Rf 的加入将对电容 C 产生分流作用,从而导致积分误差。为克服误差,一般需满足 RfC R1C 。C 太小,会加剧积分漂移,但 C 增大,电容漏电流也会随之加大。通常取
四.实验原理及参考电路
本实验采用 LM324 集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。
1. 反向比例运算
反向比例运算电路如图 1 所示,设组件 LM324 为理想器件,则
f 0 R 1 R1
Rf R1
10k 100k
v1
A RL 10k
R 9k
vo
图1
反向比例运算电路原理图
2
其输入电阻 Rif R1 ,图中 R Rf // R1 。 由上式可知,改变电阻 Rf 和 R1 的比值,就改变了运算放大器的闭环增益 Avf 。 在选择电路参数是应考虑: 1 根据增益,确定 Rf 与 R1 的比值,因为 ○
二.实验元器件
类型 集成运算放大器 电位器 电阻 型号(参数) LM324 1kΩ 100kΩ 10kΩ 5.1kΩ 9kΩ 电容 0.01μf 数量 1片 1只 2 只; 3 只; 1 只; 1只 1只
三、预习要求
1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的 vi、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值,以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。
vo
Rf v11 v12 R
为保证运算精度,除尽量选用精度高的集成运算放大器外,还应精心挑选精度高、稳定性好 的电阻。 Rf 与 R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理,图中的 R Rf // R1 // R 2 。
Rf R1 10k v11 A v12 R2 100k RL 5.1k
6
实验结果分析结论: 方波上升与下降沿未明显显示出来,但不影响实验结果,实验结果有效
3、反相比例加法运算
Vo Vo 实测值 Vo 理论值 相对误差
Vi Vi1=480mV Vi2=300mV Vi1=480mV Vi2=400mV
8.00V 8.80V
7.80V 8.80V
2.6% 0.0%
实验结果分析结论: 由结果计算出相对误差,实验结果在误差允许范围内,实验结果有效
Avf
Rf R1
所以,在具体确定 Rf 和 R1 的比值时应考虑;若 Rf 太大,则 R1 亦大,这样容易引起较大的 失调温漂;若 Rf 太小,则 R1 亦小,输入电阻 Rif 也小,可能满足不了高输入阻抗的要求, 故一般取 Rf 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求,则可根据 Ri R1 先确定 R1 ,再求 Rf 。 2 运算放大器同相输入端外接电阻 R 是直流补偿电阻, 可减小运算放大器偏执电流产生的 ○ 不良影响,一般取 R Rf // R1 ,由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈,其输入、输 出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。
1kHz 的正弦电压,峰峰值 500mv,测量放大器的输出
2. 反相比例加减法
1 输入 1kHz 正弦波,峰峰值为 500mv,调节 Rp 产生 Vi 2 pp 500 mv ○
5
2 测量输出电压 V ○ 电路如下图
加减法运算电路
3.
反向比例积分电路
1 输入 f ○
500 Hz ,峰峰值为 1V 的正方波(调节 offset 使其为正方波)
vo
R 100k
图 3 反向比例减法运算电路原理
4. 反向比例积分运算电路
0.01uf
Rf R1 10k v1 A vo
100k
RL
R’ 9k 10k
图 4 反向比例积分运算电路原理 如图 4,当运算放大器开环电压增益足够大,且 Rf 开路时,可人认为 iR ic ,其中
iR
v1 R1
i c C
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