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。當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時，可以靈活地實現各種特定的函數關系。在線性應用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數等模拟運算電路。

理想運算放大器特性：

在大多數情況下，将運放視為理想運放，就是将運放的各項技術指标理想化，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。

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”。這說明運放對其前級吸取電流極小。

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。

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R2＝R1 // RF。

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

3)　反相加法電路

電路如圖6－3所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關系為

4) 差動放大電路（減法器）

　　對于圖6-4所示的減法運算電路，當R1＝R2，R3＝RF時， 有如下關系式

三、實驗設備與器件

1、±12V直流電源　　

2、函數信号發生器

3、交流毫伏表 　

4、直流電壓表

5、集成運算放大器μA741×1

6、電阻器、電容器若幹。

集成運算放大器μA741

四、實驗内容及步驟

注意事項：實驗前要看清運放組件各管腳的位置；切忌正、負電源極性接反和輸出端短路，否則将會損壞集成塊。

調零：對運放本身（主要是差分輸入級）的失調進行補償，保證運放閉環工作後，輸出值更精準，即輸入為0時，輸出也為0。按圖連接實驗電路，接通±12V電源，輸入端對地短路，進行調零和消振。

調電位器RW，使Uo=0

調零實驗演示圖

1、反相比例運算電路

在反相端輸入f＝100Hz，Ui＝0.5V的正弦交流信号，測量相應的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關系，記入表6-1。

表6-1　Ui＝0.5V，f＝100Hz

反相比例運算電路實驗演示圖

2、同相比例運算電路

在同相端輸入f＝100Hz，Ui＝0.5V的正弦交流信号，測量相應的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關系，記入表6-2。

表6－2　 Ui＝0.5V　　f＝100Hz

同相比例運算電路實驗演示圖

3、 反相加法運算電路

1) 按圖連接實驗電路。調零和消振。

2) 輸入信号采用直流信号（可調直流電源），由實驗者自行完成。實驗時要注意選擇合适的直流信号幅度以确保集成運放工作在線性區。用直流電壓表測量輸入電壓Ui1、Ui2及輸出電壓UO，記入表6－3。

反相加法運算電路實驗演示圖-可調直流電源調整

4、減法運算電路

　　1) 按圖連接實驗電路。調零和消振。

2) 采用直流輸入信号，實驗步驟同内容3，記入表6－4。

表6－4

減法運算電路實驗演示圖

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!