实验运放线性运用.pptVIP

实验运放线性运用第1页，共15页，星期日，2025年，2月5日2.掌握集成运算放大器调零功能。1.深入理解集成运算放大器工作于线性区的条件与特点。一、实验目的3.掌握利用集成运算放大器实现比例、加减运算电路的基本方法。1.判断运放好坏。二、实验任务2.根据模拟电路实验箱上的741运算放大器，设计第2页，共15页，星期日，2025年，2月5日一个能实现Uo=3Ui的运算电路，并要求：用表格的形式验证Uo=3Ui的运算电路，并画出电路的传输特性曲线。3.设计一个能实现Uo=2Ui1-5Ui2+3Ui3的运算电路，要求用表格的形式进行验证。模拟电路实验箱(741运放、电阻、电位器)、数字万用表、导线。三、实验设备对该电路进行调零，写出“调零”步骤。第3页，共15页，星期日，2025年，2月5日四、实验原理及步骤对于理想化了的运放，它有一个“虚断”的特点，即I+=I-=0。当理想运放工作在线性状态下时，它有一个十分突出的特点，就是“虚接”(或称“虚短”)的特点，即U+=U-。对于反相输入、同相接地的电路，因U+=0，所以U-=0,故称为“虚地”，它是“虚接”的一种特殊情况。在线性运用的电路设计时，均可利用运放这两个特点来推导输入、输出关系。要充分利用运放线性运用的公式进行设计、选择参数，以满足题目的要求。第4页，共15页，星期日，2025年，2月5日举例：下面是一个反相比例电路－当Rf=20kΩ时，=2，随着Ui从0逐渐正向(或负向)增加，输出Uo达到负饱和值(或正饱和)值Uom，该值大小取决于电源电压，略小于电源电压(正、负饱和值大小略有差异)，此时Ui=≈5.4V。R′平衡电阻作用：使运放同相和反相输入端对地电阻相等，处于对称与平衡工作状态，减小温漂，提高运算精度。第5页，共15页，星期日，2025年，2月5日当Rf=50kΩ时，=5，随着Ui从0逐渐正向(或负向)增加，输出Uo达到负饱和值(或正饱和值)Uom，Uom值的大小取决于电源电压，略小于电源电压(正、负饱和值大小略有差异)，此时Ui=≈2.3V。电压传输曲线=2R1Rf－电压传输曲线=5R1Rf－第6页，共15页，星期日，2025年，2月5日所以在做线性运用电路的实验时，要注意输入电压的取值应保证运放工作在线性区。这说明在负反馈时运放并不一定工作在线性区。运放工作在线性区与输入电压有关。运放只有工作在深度负反馈时才工作在线性区。当运放工作在非线性区时，输出电压保持不变，其值取决于电源电压，且略小于电源电压(正、负饱和值大小略有差异)。对于放大倍数==5时，在Ui=-2.3V～2.3V内变化，运放工作在线性区。从上图看出，对于放大倍数==2的反相比例电路，在Ui=-5.4V～5.4V内变化时，运放工作在线性区；第7页，共15页，星期日，2025年，2月5日Off1U－U＋－12V741管脚图调零端子741放在14个管脚的双列插座NC+12VUooff2空脚注意插座管脚号与芯片管脚号的区别电源同相输入输出第8页，共15页，星期日，2025年，2月5日uA741是一个带调零端子的单运放。LM324则是四运放芯片,它含有四个独立的运放，共用一个±15V电源。4Uo4U－4U+－15V3U+3U－3Uo同相输入1Uo1U－1U+＋15V2U+2U－2Uo反相输入324管脚图电源输出电源第9页，共15页，星期日，2025年，2月5日当输入Ui接入+5V直流电源时，运放处于负饱和状态Uo=-Uom，用万用表直流20V挡监测输出端是否为-11V左右。传输特性当输入Ui接入-5V直流电源时，运放处于正饱和状态Uo=+Uom，用万用表直流20V挡监测输出端是否为+11V左右。1.判断运放好坏的简便电路利用运放非线性应用的过零比较器电路来判断：步骤:符合则确定运放是好的。第10页，共15页，星期日，2025年，2月5日由于输入失调的存在，运放在输入为零时，输出并不为零。由于本次实验采用带调零端子的741芯片做实验，所以可采用右图所示的调零电路进行调零。Uo=3Ui调零电路2.Uo=3Ui的调零电路方法：对照741管脚图，完成Uo=3Ui的运算实验电路的连接后，使Ui