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实验报告 课程名称： 电测量技术与模拟电路实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 集成运算放大器 实验类型： 验证和探究性实验 一、实验目的和要求 研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能； 掌握集成运算放大电路的三种输入方式。 了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题； 理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响； 学会用集成运算放大器实现波形变换 二、主要仪器设备 元器件： 集成运算电路实验板；通用运算放大器μA741、电阻电容等； 仪器： MS8200G型数字多用表；XJ4318型双踪示波器；XJ1631数字函数信号发生器；DF2172B型交流电压表；HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源 。 三、实验步骤与实验数据记录 1、实现两个信号的反相加法运算输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值 输入电压波形 输出电压波形 实验结果: 李萨如图形 波形 输入信号vs1 输入信号vs2 输出电压vo (V) (V) (V) 有效值 波 形 有效值 波 形 有效值 峰值 波形 197.68mV ?正弦 197.68mV ?正弦 3.93V 5.54V 正弦 输出电压计算表达式为 可算得放大倍数为-20倍 实际倍数为-19.88倍 误差为0.59% 误差较小,主要由R实际值与理论值的误差造成 李萨如图形反应出输入输出特性，直线反映输入电压、输出电压为线性关系，放大倍数为一常数，斜率为负，说明放大倍数为负，与实际相符。 2、实现两个信号的减法(差分)运算输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值 仿真结果： 输入电压波形 输出特性波形 实验结果： 输入信号vs1 输入信号vs2 输出电压vo (V) (V) (V) 有效值 波 形 有效值 波 形 有效值 峰值 波形 5.66V ?正弦 5.66V ?正弦 176.78mV 250mV 正弦 频率999HZ 由公式得输出电压理论值为0，实际上放大倍数为0.03倍，接近于0。 输出电压不为0是因为电阻不完全对称造成的，因此输出电压与输入电压同相和反相都有可能。 3、波形转换—方波转换成三角波设：Tp为方波半个周期时间；τ=R2C。在Tpτ、Tp ≈τ 、Tpτ三种情况下加入方波信号，用示波器观察输出和输入波形，记录线性情况和幅度的变化。 仿真结果： 电源参数： 波形（上面为输入波形，下面为输出波形） 电源参数： 波形（上面为输入波形，下面为输出波形） 电源参数： 波形（上面为输入波形，下面为输出波形） 实验结果： τ=R2C=47ms 在Tpτ、Tp ≈τ 、Tpτ三种情况下 Tpτ，f=1000Hz 观察到电路在高频段发生自激振荡 Tp ≈τ Tpτ Vs频率 vs幅度值 vo线性情况 vo幅度值 1KHZ ?3.94V 波峰波谷有畸变 ?356mV 20.00HZ 4.00V ?线性三角波 9.7V 10.00HZ ?4.00V ?线性三角波 ?18.4V 2.00HZ 4.00V 完全不符合三角波形式,上升和下降区段非线性 26.3V 实验结果与分析： 1、三角波转化为方波：Tp=τ时，电容充电不久就开始放电，电容充电可看成是线性的。 2、方波高电平三角波处于下降区间，方波低电平三角波处于上升区间： 由计算得，由公式可以看出二者近似于反相关系。 3、输入方波频率越小，输出波形幅值越大：充放电越完全 4、频率较大时发生自激振荡，负反馈过深，发生附加相移，导致负反馈变为正反馈。 五、思考题 1.运放闭环传输特性和开环传输特性有什么区别? 闭环输出对输入产生影响，可以引入负反馈，调节输入信号，从而抑制了放大电路内部的温漂、噪声等干扰。不加反馈的即为开环传输，没有自我调节能力。 2、闭环时，运放输入输出成线性关系，输出电压会无限增大吗？为什么？ 不会的，输入电压在很小范围变化就可以使运放输出较高的电压值，但最高也只能是电源的电压值，不可能无限升高的。 3、实验中如何确定输入信号(正弦波、方波还是直流信号)？如何选择信号的幅度？ 在前两个实