模电实验报告集成运算放大器

实验六 集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路

一、 实验目的

1、 研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法等基本运算电路的功能

2、 了解运算放大器在实际应用时应考虑的有些问题 二、 实验仪器

1、 双踪示波器；

2、数字万用表；

3、信号发生器 三、 实验原理

在线性应用方面，可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。 1） 反相比例运算电路

电路如图6-1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为

为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻

//

。

图6-1 反相比例运算电路 2） 反相加法电路

电路如图6-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为：

//

//

图6-2 反相加法运算电路

Ui1 Ui2

3） 同相比例运算电路

图6-3（a ）是同相比例运算电路。

（a ）同乡比例运算 （b ）电压跟随器 图6-3 同相比例运算电路 它的输出电压与输入电压之间关系为：

//

当即得到如图6-3所示的电压跟随器。图中,用以减小漂

移和起保护作用。一般取10K Ω,

太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。

4） 差动放大电路（减法器）

对于图6-4所示的减法运算电路，当

Uo

Uo

图6-4 减法运算电路

5） 积分运算电路

图6-5 积分运算电路

反相积分电路如图6-5所示，在理想化条件下，输出电压

等于

式中是t=0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。

如果

E 的阶跃电压，并设

=0，则

Uo

Ui2Ui1

Uo

Ui

此时显然RC 的数值越大，达到给定的值所需的时间就越长，改变R 或C 的值

积分波形也不同。一般方波变换为三角波，正弦波移相。 6） 微分运算电路

微分电路的输出电压正比与输入电压对时间的微分，一般表达式为：

利用为自焚电路可实现对波形的变换，矩形波变换为尖脉冲。

图6-6 微分运算电路

四、 实验内容及实验数据

实验时切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。输入信号时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可以不用调零，以后不再说明调零情况。 1、 方向比例运算电路 1） 按图6-1正确连线。

2） 输入f=100HZ ，=0.5V

（峰峰值）的正弦交流信号，打开直流开关，用毫伏表测量

值，并用示波器观察的相位关系，记入表6-1。

表6-1

（峰峰值），f=100HZ

Uo

Ui

Ui波形

Uo波形

2、同相比例运算电路

1）按图6-3（a）连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表6-2。2）将图6-3（a）改为6-3（b）电路重复内容1）。

表6-2 =0.5V，f=100HZ

U i波形

Uo波形

Ui、Uo波形一样

3、反相加法运算电路

1）按图6-2正确连接实验电路

2）输入信号采用直流信号源，图6-7所示电路为简易直流信号源：

图6-7 简易可调直流信号源

用万用表测量输入电压（且要求均大于零小雨0.5V ）及输出电压

，计入下表

4、 减法运算电路

1）按图6-4正确连接实验电路

2）采用直流输入信号，实验步骤同内容3，计入条6-4。

1） 按积分电路如图6-5所示正确连接。

2） 取频率约为100HZ ，峰峰值为0.5V 的方波作为输入信号，打开直流开关，输出端

接示波器，可观察到三角波波形输出并记录之。

6、 微分运算电路

1）按微分电路如图6-6所是正确连接。

2）取频率约为100HZ，峰峰值为2V的方波作为输入信号，打开直流开关，输出端接示波器，可观察到尖顶波。

五、实验小结

对比实验内容1和2波形，会发现Uo方向正好相反，正是同相和反相的差别，我在做实验6时，发现直流电源不通时会得到完全不同的输出波形，只有接通是得到正确波形，因为在不通时，电路已经变了。