集成运算放大电路的应用设计

Vi1
Vi2
理论Vopp 实测Vopp
741的内部管脚图
管脚排布
1 空载 2 反相输入端 3 同相输入端
4 -15V 5 空载 6 输出 7 +15V 不要接反！ 8 空载
连接：先用连线引出至接线孔，再插电阻。
输入信号ui的获得：
直流信号分别从实验箱左下部的两个可调的直流信号源 获得。注意调节信号大小时要接上运放并反复调节至两
１．电源 关 Vcc Vopp 系 6
２．频率
f
Vopp
1K
关 ３．负载 关 系 RL Vopp 系
300
9
10K
1K
12
50K
∞
输入端接地
调节方法
１．改变电源电压为6V（9V、12V），逐渐增大输入电压，使输出电压波形出 现最大不失真。
２．改变输入信号频率为1K(10K、50K)，逐渐增大输入电压，使输出电压波 形为锯齿波，然后减小输入电压，使输出电压波形为最大不失真正弦波．
单电源供电模式
双电源供电模式
设计题一提示
（2）电路形式可采用单运放的差动输入减法电路或 双运放的反相求和电路。 （3）vi1和vi2是同频同相的两个输入信号，可由分 压电路获得。例如：
分压电路
设计任务1
1．设计题一 用集成运算放大器设计一电路,实现vo=3vi1-2vi2
（vi1、2vi2是交流信号）的运算功能。 指标要求: Rif≥100kΩ。
函数发生器的使用
用信号发生器
正弦
产生2V的正弦
信号
信号
用信号发生器
产生1000HZ,
输出
的正弦信号
信号
ui
uo1
uo2
AU=UO2/UI
实验内容
1. 运放在静态情况下，测出LM324 VO、V+、V- 的直流电压。
令Vi1=Vi2=0, 即无交流输
入
V-
V+ V- Vo
VO
或
V+
3.反相加法运算电路
表-2
ui1(V)
0.5
-1
ui2(V)
0.5
0.5
u0(V)测量值 u0(V)理论值
2.验证运算关系：(Vo= 3Vi1- 2Vi2）
Vi1
Vi2
理论Vopp 实测Vopp
2Vpp 1Vpp
1Vpp 2Vpp
输入、输出波形
两输入信号对调
２、研究变化关系 把减法电路变成比例放大电路，（把其中一个输入端接地）。
设计任务2
2．设计题二： 用集成运算放大器设计一交流放大电路。在负
载RL=2kΩ的条件下，满足以下指标要求： （1）Av=1000； （2）输入电阻Ri≥20KΩ； （3）工作频率50Hz～10kHz。
电路方案设计
1、阅读LM324或741的技术资料，熟悉其基 本应用电路； 2、确定使用多少级放大电路及其放大类型， 绘制原理框图。 3、单元电路设计，参数计算和元件选择。先 设计直流部分（包括偏置电路的设计），再 设计交流部分（包括输入电阻和反馈支路的 设计等）。
100kΩ
反相加法运算电路设计要求
uo=-(2ui1+5ui2 ) 反馈电阻Rf为100千欧
其输入输出关系为:
uo=(ui1Rf/R1+ui2Rf/R2) R' Rf // R1 //uRi2
——画出相应电路图,标注元件参数 ——输入ui测量uo 完成－测量内容 表-2
反相加法运算电路测量内容： uo= -(2ui1+5ui2 )
应选用更大量程测量来自百度文库
设计题二提示
（1）该题对放大倍数的要求较高，由于反相输入 放大电路的放大倍数一般在0.1～100之间，同相输 入放大电路在1～100之间，为了达到放大倍数的要 求，该电路至少由两级放大电路组成。
（2）在选择集成运算放大器时，第一级是小信号 放大，考虑满足其频带宽度即可，第二级输入信号 幅度较大，除考虑其频带宽度外，还要考虑其转换 速率。
个信号均为要求的值，再测输出信号。
交流信号从函数信号发生器获得，注意函数信号发生器 输出的是峰峰值，为有效值的2.828倍，为幅值的2倍。
信 源
接±15V直流电源 uA741
在没有元器件的位置插电阻
IC座
电阻的测量
测量电阻时,可用万用表的欧姆档 进行测量
将万用表的两指针接在电阻两端,直接读取示数. 若示数为00.00,并不断跳到,即电阻阻值超过量程,
模拟电路单元及系统实验
机械工业出版社 出版
实验目的
加深对集成运算放大器的工作原理和基本特性的理解。 熟悉集成运算放大器在模拟运算方面的应用。 掌握集成运算电路的设计方法和调试技巧，学习电路故障
的排除方法。
设计任务1
1．设计题一 用集成运算放大器设计一电路,实现vo=3vi1-2vi2
（vi1、2vi2是交流信号）的运算功能。 指标要求: Rif≥100kΩ。
３．改变负载为300(1K、∞)，逐渐增大输入电压，使输出电压波形出现最大不
失真．
1.改变电源电压，
２.改变输入电压频率， 增大输出电压后的波形
3.改变负载 增大输出电压后的波形
增大输出电压后的波形
减小输入电压
最大不失真正弦波
实验指南
分析条件与需求 确定电路形式与参数
静态工作点测试 单级动态功能测试 整机动态功能测试
整机性能测试 电路微调与电路确定
设计题一提示
（1）由于输入信号是交流信号，所以给运放集成电路的供 电方式采用单、双电源供电均可。当采用单电源供电时，输 入、输出端都必须加隔直电容，并注意直流偏置电路的设 计；当采用双电源供电时，同相输入端必须接阻值合适的电 阻到地，以获得运放同相输入端和反相输入端静态平衡。