集成运放组成的基本运算电路PPT课件
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17
3. 减法器（差分放大电路）
下图所示电路为减法器电路，为了消除输入偏置电流 以及输入共模成分的影响，要求R1=R2、RF=R3。 实验注意事项同反相加法运算实验。
RF
100K +15V
R1 10K
vS1
－
A
vS2
＋
R2 10K
R3 100K
-15V
vO
vo
RF R2
vs2
RF R1
vs1
减法器（差分放大电路）运算电路
信号参考 5
二、相关知识（μA741引脚）
悬空
正电源 输出 调零端
调零端
反相 同相 输入 输入
负电源
6
二、相关知识（μA741主要参数）
详细参数请下载参阅（UA741技术资料.PDF文件）
7
二、相关知识（元件清单）
代号 名称 规格 数量 代号
名称
规格
1.反相加法运算电路
3.方波转换成三角波电路
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
21
4. 积分运算电路
积分电路如下图所示，在进行积分运算之前，将图 中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用，进行运放零输出 检查，在完成零输出检查后，须将K1打开，以免因R2的 接入而造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电 提供通路，将其闭合即可实现积分电容初始电压Vc（0） =0。另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号Vs后， 只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进 行积分运算。
在t<<τ2（τ2=R2C）的条件下，若vS为常数，则vO与 t将近似成线性关系。因此，当vS为方波信号并满足 Tp<<τ2时（Tp为方波半个周期时间），则vO将转变 为三角波，且方波的周期愈小，三角波的线性愈好， 但三角波的幅度将随之减小。
10
1. 实现两个信号的反相加法运算
R1 10K υS1
RF 100K
+15V
υS2
－
R2 10K
A
υO
＋
R′ 6.2K
-15V
v0
(RF R1
vs1
RF R2
vs2)
反相加法运算电路
11
1. 实现两个信号的反相加法运算
反相加法运算仿真电路
12
1. 实现两个信号的反相加法运算
反相加法运算仿真电路
集成运放组成的基本运算电路
1
一、实验目的
1. 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；
2. 了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题； 3. 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； 4. 了解集成运算放大电路的三种输入方式。
2
二、相关知识（μA741引脚）
23
4. 积分运算电路
K2
C 1μF
R2 1M
K1 +15V
vS
－
R1 100K
A
vO
＋
R′ 100K
-15V
vo
1 R1
t
0 vsdt
积分运算电路
24
4. 积分运算电路
将实验数据及波形填入下述表格中：
vs波形
vs幅度值
vo波形
vo频率
vo幅度值
25
5. 用积分电路转换方波为三角波
电路如下图所示。图中电阻R2的接入是为了抑制由 IIO、VIO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零 点。
18
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
19
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
20
3. 减法器（差分放大电路）
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
22
4. 积分运算电路
为方便起见，可通过示波器直接观察随时间的变化 轨迹。具体做法是先将光点移至屏幕左上角作为坐标原 点，Ｙ轴输入耦合选用“ＤC”，扫速开关和Y轴灵敏度 开关均置于适当位置，触发方式采用“NORM”。此时 若将K2打开，即可看到光点随时间的移动轨迹。由此可 分析vO与时间t的关系。
9
1. 实现两个信号的反相加法运算
电路如下所示，通过该电路可实现信号υS1和υS2的 反相加法运算，并且为了消除平均偏置电流及其漂移造 成运算误差，须在同相端接入平衡电阻R’，其值应与反 相端的外接等效电阻相等，即要求 R’= Rl//R2//RF。
实验时应注意：
1. 为提高运算精度，首先应对输出直流电位进行测试，即保证零 输入时为零输出。 2. 被加输入信号可以为直流，也可以选用正弦，方波或三角波 信号。但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响和输 出幅度的限制。 3. 为防止出现自激振荡，应用示波器监视输出电压波形。
R1 R2 电阻器 10K 2
R1 R’ 电阻器
10K
RF
电阻器 100K 1
R2
电阻器
100K
R’
电阻器 6K2 1
C
电容器
1μ
2.减法器（差分放大电路）运算 电路
R1 R2 电阻器 10K 2
RF R3 电阻器 100K 2
数量
2 1 1
8
三、实验内容
1. 实现两个信号的反相加法运算。 2. 实现同相比例运算。 3. 用减法器实现两信号的减法运算。 4. 实现积分运算。 5. 用积分电路将方波转换为三角波。
－பைடு நூலகம்
R1 10K
A
vO
υS
＋
R′ 10K
-15V
v0
(1
RF R1
)vs
同相比例运算电路
16
2. 实现同相比例运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
实验注意事项同反相加法运算实验。
电压传输特性：
即输入输出成比例关系。但输出信号的大小受放大 电路的最大输出幅度的限制，因此输入输出只在一定范 围内是保持线性关系的。表征输入输出的关系曲线即
Vo = f (Vs) 称为电压传输特性，可用示波器加以观察。
15
2. 实现同相比例运算
RF 100K
+15V
13
1. 实现两个信号的反相加法运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
14
2. 实现同相比例运算
电路同反相加法运算电路（上图），其特点是输入 电阻比较大，电阻R’的接入同样是为了消除平均偏置电 流的影响，故要求 R’=R1//RF。
集成运算放大电路（简称集成运放）是一种高增益 的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同， 有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。在实际运 用中都必须用外接负反馈网络构成闭环，用以实现各种 模拟运算。
3
二、相关知识（工作电源）
-15V
0V +15V
4
二、相关知识（测量线）
信号输入
屏蔽线
同轴连接 器
3. 减法器（差分放大电路）
下图所示电路为减法器电路，为了消除输入偏置电流 以及输入共模成分的影响，要求R1=R2、RF=R3。 实验注意事项同反相加法运算实验。
RF
100K +15V
R1 10K
vS1
－
A
vS2
＋
R2 10K
R3 100K
-15V
vO
vo
RF R2
vs2
RF R1
vs1
减法器（差分放大电路）运算电路
信号参考 5
二、相关知识（μA741引脚）
悬空
正电源 输出 调零端
调零端
反相 同相 输入 输入
负电源
6
二、相关知识（μA741主要参数）
详细参数请下载参阅（UA741技术资料.PDF文件）
7
二、相关知识（元件清单）
代号 名称 规格 数量 代号
名称
规格
1.反相加法运算电路
3.方波转换成三角波电路
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
21
4. 积分运算电路
积分电路如下图所示，在进行积分运算之前，将图 中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用，进行运放零输出 检查，在完成零输出检查后，须将K1打开，以免因R2的 接入而造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电 提供通路，将其闭合即可实现积分电容初始电压Vc（0） =0。另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号Vs后， 只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进 行积分运算。
在t<<τ2（τ2=R2C）的条件下，若vS为常数，则vO与 t将近似成线性关系。因此，当vS为方波信号并满足 Tp<<τ2时（Tp为方波半个周期时间），则vO将转变 为三角波，且方波的周期愈小，三角波的线性愈好， 但三角波的幅度将随之减小。
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1. 实现两个信号的反相加法运算
R1 10K υS1
RF 100K
+15V
υS2
－
R2 10K
A
υO
＋
R′ 6.2K
-15V
v0
(RF R1
vs1
RF R2
vs2)
反相加法运算电路
11
1. 实现两个信号的反相加法运算
反相加法运算仿真电路
12
1. 实现两个信号的反相加法运算
反相加法运算仿真电路
集成运放组成的基本运算电路
1
一、实验目的
1. 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；
2. 了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题； 3. 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； 4. 了解集成运算放大电路的三种输入方式。
2
二、相关知识（μA741引脚）
23
4. 积分运算电路
K2
C 1μF
R2 1M
K1 +15V
vS
－
R1 100K
A
vO
＋
R′ 100K
-15V
vo
1 R1
t
0 vsdt
积分运算电路
24
4. 积分运算电路
将实验数据及波形填入下述表格中：
vs波形
vs幅度值
vo波形
vo频率
vo幅度值
25
5. 用积分电路转换方波为三角波
电路如下图所示。图中电阻R2的接入是为了抑制由 IIO、VIO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零 点。
18
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
19
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
20
3. 减法器（差分放大电路）
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
22
4. 积分运算电路
为方便起见，可通过示波器直接观察随时间的变化 轨迹。具体做法是先将光点移至屏幕左上角作为坐标原 点，Ｙ轴输入耦合选用“ＤC”，扫速开关和Y轴灵敏度 开关均置于适当位置，触发方式采用“NORM”。此时 若将K2打开，即可看到光点随时间的移动轨迹。由此可 分析vO与时间t的关系。
9
1. 实现两个信号的反相加法运算
电路如下所示，通过该电路可实现信号υS1和υS2的 反相加法运算，并且为了消除平均偏置电流及其漂移造 成运算误差，须在同相端接入平衡电阻R’，其值应与反 相端的外接等效电阻相等，即要求 R’= Rl//R2//RF。
实验时应注意：
1. 为提高运算精度，首先应对输出直流电位进行测试，即保证零 输入时为零输出。 2. 被加输入信号可以为直流，也可以选用正弦，方波或三角波 信号。但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响和输 出幅度的限制。 3. 为防止出现自激振荡，应用示波器监视输出电压波形。
R1 R2 电阻器 10K 2
R1 R’ 电阻器
10K
RF
电阻器 100K 1
R2
电阻器
100K
R’
电阻器 6K2 1
C
电容器
1μ
2.减法器（差分放大电路）运算 电路
R1 R2 电阻器 10K 2
RF R3 电阻器 100K 2
数量
2 1 1
8
三、实验内容
1. 实现两个信号的反相加法运算。 2. 实现同相比例运算。 3. 用减法器实现两信号的减法运算。 4. 实现积分运算。 5. 用积分电路将方波转换为三角波。
－பைடு நூலகம்
R1 10K
A
vO
υS
＋
R′ 10K
-15V
v0
(1
RF R1
)vs
同相比例运算电路
16
2. 实现同相比例运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
实验注意事项同反相加法运算实验。
电压传输特性：
即输入输出成比例关系。但输出信号的大小受放大 电路的最大输出幅度的限制，因此输入输出只在一定范 围内是保持线性关系的。表征输入输出的关系曲线即
Vo = f (Vs) 称为电压传输特性，可用示波器加以观察。
15
2. 实现同相比例运算
RF 100K
+15V
13
1. 实现两个信号的反相加法运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
14
2. 实现同相比例运算
电路同反相加法运算电路（上图），其特点是输入 电阻比较大，电阻R’的接入同样是为了消除平均偏置电 流的影响，故要求 R’=R1//RF。
集成运算放大电路（简称集成运放）是一种高增益 的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同， 有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。在实际运 用中都必须用外接负反馈网络构成闭环，用以实现各种 模拟运算。
3
二、相关知识（工作电源）
-15V
0V +15V
4
二、相关知识（测量线）
信号输入
屏蔽线
同轴连接 器