GDOU-B-11-112廣東海洋大學學生實驗報告書（學生用表)實驗名稱集成運算放大器的基本運算電路課程名稱電工學課程號學院(系)專業班級學生姓名學號實驗地點實驗日期一、實驗目的1、研究由集成運算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運算電路的功能。2、了解運算放大器在實際應用時應考慮的一些問題。二、實驗原理集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數的直接耦合多級放大電路。當外部接入負反饋電路時，可以靈活地實現各種特定的函數關系。可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數等模擬運算電路。1、理想運算放大器特性理想運放就是將運放的各項技術指標理想化，滿足下列條件的運算放大器稱為理想運放。開環電壓增益Aud=∞輸入阻抗ri=∞輸出阻抗ro=0帶寬fBW=∞失調與漂移均為零等。2、理想運放在線性應用時的兩個重要特性（1）輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關系式UO＝Aud（U+－U－）由于Aud=∞，而UO為有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，稱為“虛短”。（2）由于ri=∞，故流進運放兩個輸入端的電流可視為零，即IIB＝0，稱為“虛斷”。上述兩個特性是分析理想運放應用電路的基本原則，可簡化運放電路的計算。3、基本運算電路1)反相比例運算電路電路如圖6－1所示。對于理想運放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關系為為了減小輸入級偏置電流引起的運算誤差，在同相輸入端應接入平衡電阻圖6－1反相比例運算電路2)同相比例運算電路圖6－2是同相比例運算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關系為圖6－2同相比例運算電路圖6－3電壓跟隨器當R1→∞時，UO＝Ui，即得到如圖6－3所示的電壓跟隨器。圖中R2＝RF，用以減小漂移和起保護作用。一般RF取10KΩ，RF太小起不到保護作用，太大則影響跟隨性。三、實驗設備與器件序號名稱型號與規格數量備注1直流電源＋12V1DZX-32函數信號發生器1DZX-33交流毫伏表1DZX-34直流電壓表1DZX-35集成運算放大器μA74116電阻器、電容器若干若干四、實驗內容 1、反相比例運算電路按圖6—1連接實驗電路，調節兩直流電源使其輸出電壓為12V后，接入電路，輸入預先調節好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信號，用交流表測量相應的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關系，記入表1。表1反相比例運算電路實驗數據表（Ui＝0.1V，f＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形電壓放大倍數AV0.50-5.17實測值計算值10.34102、同相比例運算電路按圖6—2連接實驗電路，按內容1接入±12V電源，輸入預先調節好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信號，用交流表測量相應的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關系，將結果記入表2。表2同相比例運算電路實驗數據表（Ui＝0.1Vf＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形電壓放大倍數AV0.535.92實測值計算值11.17113、電壓跟隨器按圖6—3連接實驗電路，接通±12V電源，輸入預先調節好的f＝100Hz，Ui＝0.1V的正弦交流信號，用交流表測量相應的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關系，將結果記入表3。表3電壓跟隨器實驗數據表（Ui＝0.1Vf＝100Hz）Ui（V）UO(V)ui波形uO波形電壓放大倍數AV0.510.51實測值11五、實驗注意事項1、熟悉集成運算放大器μA741各管腳的位置。切忌正、負電源極性接反和輸出端短路，否則將會損壞集成塊。2、實驗時所選用的直流信號幅度一定要小于0.5V。3、在積分運算電路中，如果等到UO已經開始增大后想重新測量，必須先要給電容放電。放電的方法是在電容器兩端直接并聯一個10電阻，只要短暫并聯即可。4、在積分運算電路中，如果輸出電壓UO變化太快，請嘗試換一個電容值大一些的電容。六、思考題1、在積分運算電路中，為什么輸出電壓UO增大到10.3V（各組的測量值略有差異）后，不再增大？2、在積分運算電路中，如果輸出電壓UO變化太快，怎么辦？3、為什么在反相加法運算電路和減法運算電路中輸入信號采用小于0.5V的直流信號，大一些行嗎？七、實驗報告要求1、整理并計算實驗數據，完成各表中的計算。2、將上面各表中的理論計算結果和實測數據相比較，分析產生誤差的原因。