一.实验目的

（1）了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。

（2）掌握集成运算放大器的基本应用，为综合应用奠定基础。

（3）进一步熟悉仿真软件的应用。

二.实验原理及电路

集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大器件。当外部接入由不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活的实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。

  在大多数情况下，将运放视为理想的，即在一般地讨论中，以下三条基本结论是普遍适用的：

（1）开环电压增益。

（2）运算放大器的两个输入端电压近似相等，即，称为“虚短。

（3） 运算放大器同相和反相两个输入端的电流可视为零，即=0，称为“虚断”。

应用上述理想运算放大器三条基本原则，可简化运算放大器电路的计算，得出本次实验的结论。

1.基本运算电路

（1）反相比例运算电路。电路如图2.7-1所示。对于理想运算放大器，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为

为了减小输入级偏执电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻。

   2.7-1反响比例运算电路

（2）同相比例运算电路。图2.7-2（a）是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为， 

当时，，即得到如图2.7-2（b）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,太小起不到保护作用，太大影响跟随性。

                                图2.7-2

           （a）同相比例运算电路   （b）电压跟随器

（3）反相加法电路。电路如图2.7-3所示，输出电压与输入电压之间的关系为,      当时，。

图2.7-3  反相加法运算器

（4）差动放大电路（减法器）。减法器实际上是反相放大器和同相放大器的组合。对于图2.7-4所示的电路，有  当,时，有如下关系式： 

     图2.7-4 减法运算电路图                  图2.7-5  积分运算电路

（5）积分运算电路。反向积分电路如图2.7-5所示。在理想条件下，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。

如果是幅值为E的阶跃电压，并设=0，则，即输出电压和时间成正比。显然RC的数值越大，达到给定的值所需的时间就越长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运算放大器最大输出范围的。

三、实验内容及步骤

运算放大器选取741，采用12V双电源供电。

1.基本运算电路

（1）加法电路。在图2.7-3中：的阻值分别取为10,20,6.2,100。

1=1V, =1V，和均为频率为1KHZ的正弦信号，使输出波形不失真，观察并记录结果。

（2）积分电路。在图2.7-5中：，，的阻值分别取为10，30，0.01。

1输入为方波,频率为1KHZ,幅度为=100mV，观察输出波形幅度，与理论值进行比较。

四、实验报告及要求

（1）完成仿真实验部分的内容。

（2）根据实验内容和实验电路，写出输入输出的关系式。

（3）整理实验数据，画出输入输出波形图。

（4）将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。

（5）分析讨论实验中出现的现象和问题。

五、实验思考与讨论

（1）在积分电路中，如果输入三角波，输出会得到何种波形？试做相应的分析。

答：

（2）在反相相加电路中两种输入均为正弦波，输出为何种波形？是否会得到正弦波？如可得到，则在何种情况下可得到？

答：

（3）为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？

答：下载本文