实验三 集成运算放大器的线性应用

实验三 集成运算放大器的线性应用

一. 实验目的

1. 了解用集成运算放大器组成的反相,同相,加法,减法等运算电路.

2. 掌握以上电路的调试方法.

二. 实验仪器及设备

1. 电子技术综合实训装置DZJ-21一台

2. 双踪示波器YB43401一台

3. 数字万用表DT-890B 一块

4. 交流毫伏表DF21731一台

5. 实验电路板一块

三. 实验原理概述

集成运算放大器(简称运放)是一种高增益的直接耦合放大器.集成运放的开环电压放大倍数很高,利用外接反馈网络比较容易实现深度负反馈,所以各种运算电路都是工作在运放的线性区,实现各种模拟运算—反相比例,同相比例,加法,减法,积分等运算电路. 1. 反相比例运算电路

图3-1是反相比例运算放大电路的原理图.信号有反相输入端输入,在理想情况

下,反相放大器的闭环增益为 A Vf =Uo =Rf

当R F =R 1时, A vf =-1 , U o =U i ,则放大器的输出电压与输入电压为反相跟随的关系.

2. 加法运算电路

图3-2反相求和电路原理图. u o =Rf R1 u 1+Rf

R2 u 2

3. 简易可调直流信号源及集成运算放大器LM324管脚引线图

R f

图3-1 反相比例放大电路原理图

R f

R 图3-2 反相求和电路

三. 实验内容及要求

1. 反相比例放大电路

设计反相比例放大电路.要求:电压放大倍数为10. (1) 参照图3-1和图3-4.搭接实验电路.

(2) 从函数信号发生器发出正弦交流信号(频率:500HZ,幅值:20mV)作为输入信号,用交流毫伏表测出输出电压有效值;用双踪示波器观察输入输出波形,读出相位差.记录表3-1中.

表3-1 实验数据记录表

U i (mV) U o (mV) 输入信号波形输出信号波形Av

20.0 200 下图CH1

下图CH2

实测值 理论值

10 10

u 1 u 2

10K Ώ 10K Ώ

10K ΏOUT 4 –IN 4 +IN 4 –V +IN 3 –IN 3 OUT 3

OUT 1 –IN 1 +IN 1 –V +IN 2 –IN 2 OUT 2

14 13 12 11 10 9 8

1 2 3 4 5 6 7 LM324

图3-3 直流信号源 图3-4 LM324引线脚图

R f =100k Ώ

图-35 反相比例放大电路图

2. 反相求和运算电路

设计能实现u o =-(u 1+u 2)的电路.

参照图3-2,图3-3.选择元器件,搭接电路.

信号源参考图3-3.测出输入输出信号的电压,记入表3-2中.

表3-2 实验数据记录表

序

号 输入信号 输出信号u o u 1(V) u 2(V) 实测值(V) 理论值(V) 误差 1 0.1077 0.642 -0.754 -0.749 0.66% 2 0.870 0.604 -1.490 -1.474 1.08%

R f =20k Ώ

R =20k Ώ

图3-2 反相求和电路图