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集成运算放大器的线性应用实验报告思考题答案 　　集成运算放大器实验报告　　集成运算放大器是一种高性能多级直接耦合具有两个输入端、一个输出端的电压放大电路。具有高增益、高输入阻抗低输出阻抗的特点。通常，线性应用电路需要引入负反馈网络，构成各种不同功能的实际应用电路。　　(a)μA741高增益运算放大器LM324四运算放大器　　图典型的集成运放外引脚排列　　1.比例、加减、微分、积分运算电路设计与实验　　原理图　　(a)反相比例运算电路(b)同相比例运算电路　　图典型的比例运算电路　　(a)反相求和运算电路(b)同相求和运算电路　　图典型的求和运算电路　　(a)单运放减法运算电路(b)双运放减法运算电路　　图典型的减法运算电路　　图积分电路图微分电路图实际微分电路　　2.方波、三角波发生器原理图　　图方波、三角波发生器　　理论分析(参照实验教材分析工作原理和周期、频率、幅度近似计算出以上结果)频率分析幅度分析幅度调整　　图方波幅度通过R4、R5比例调整　　减法器　　图减法器　　图积分器　　图微分器　　比例、加减运算电路设计与实验　　由运放构成的比例、求和电路，实际是利用运放在线性应用时具有“虚短”、“虚断”的特点，通过调节电路的负反馈深度，实现特定的电路功能。　　一、实验目的　　1．掌握常用集成运放组成的比例放大电路的基本设计方法；2．掌握各种求和电路的设计方法；　　3．熟悉比例放大电路、求和电路的调试及测量方法。二、实验仪器及备用元器件实验仪器　　实验备用器件　　三、电路原理　　集成运算放大器，配备很小的几个外接电阻，可以构成各种比例运算电路和求和电路。　　图示出了典型的反相比例运算电路。依据负反馈理论和理想运放的“虚短”、“虚断”的概念，不难求出输出输入电压之间的关系为?o?A??i??　　RfR1　　?i　　式中的“-”号说明电路具有倒相的功能，即输出输入的相位相反。当Rf?R1时，?o???i，电路成为反相器。合理选择Rf、R1的比值，可以获得不同比例的放大功能。反相比例运算电路的共模输入电压很小，带负载能力很强，不足之处是它的输入电阻为Ri?R1，其值不够高。为了保证电路的运算精度，除了设计时要选择高精度运放外，还要选择稳定性好的电阻器，而且电阻的取值既不能太大、也不能太小，一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称，运放的反相等效输入电阻应等于同相等效输入电阻，中，应为RP?R1//Rf，R??R?,图电阻称之为平衡电阻。　　(a)反相比例运算电路(b)同相比例运算电路　　图典型的比例运算电路　　图示出了典型的同相比例运算电路。其输出输入电压之间的关系为?o?A??i?(1?　　RfR1　　)?i　　由该式知，当Rf?0时，?o??i，电路构成了同相电压跟随器。同相比例运算电路的最大特点是输入电阻很大、输出电阻很小，常被作为系统电路的缓冲级或隔离级。同样，为了保证电路的运算精度，要选择高精度运放和稳定性好的电阻器，而且电阻的取值一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称，同样应满足RP?R1//Rf。　　图为典型的反相求和电路，利用叠加原理和线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念可以求得　　?o??(　　RfR1　　?i1?　　RfR2　　?i2)　　当满足R1?R2?R时，输出电压为?o??　　RfR　　(?i1??i2)　　实现比例求和功能。当满足Rf?R1?R2时，，输出电压为　　?o??(?i1??i2)　　实现了两个信号的相加运算。电路同样要求RP?R1//R2//Rf。该电路的性能特点与反相运算电路相同。　　(a)反相求和运算电路(b)同相求和运算电路　　图典型的求和运算电路　　同理，对于图所示的同相求和电路，当电路满足R1//R2?R//Rf的条件下，可以得到输出电压为　　?o?　　当R1?R2?Rf时　　RfR1　　?i1?　　RfR2　　?i2　　?o??i1??同相求和电路的特点、设计思路与同相比例运算电路类似。　　图为单运放减法电路，利用叠加原理和线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念，且R1//Rf?R//R2时，可以求得　　?o??　　RfR1　　?i1?　　RfR2　　?i2　　(a)单运放减法运算电路(b)双运放减法运算电路　　图典型的减法运算电路　　当R1?R2?Rf时　　?o??i2??　　集成运放的基本应用　　一.实验目的　　学习集成运放的基本线性应用，了解集成运放使用中的有关　　问题，进一步熟悉运算放大器的特性。　　二.实验仪器设备　　1.实验箱2.万用表　　1、加法运算　　u　　i1　　R?20K　　11　　u