实验3 集成运算放大器的应用(模拟运算电路)

一、实验目的

1. 研究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方法。

2. 掌握运算放大器的使用方法，了解其在实际应用时应考虑的问题。

二、实验原理

1．集成运算放大器是一种电压放大倍数极高的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地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。

2．基本运算电路

几种典型的运算电路如下：

图3-3  同相比例运算电路

三、实验内容

1．反相比例运算电路

（1）调零，按图3-1连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短接，调节Rp，使U0=0。

（2）输入f =100Hz，Ui=0.5V的正弦交流信号，用交流毫伏表测量相应的U0，并用示波器观察ui和u0的波形，填入表3-1中。注意ui和u0的相位关系。

2．同相比例运算电路

（1）按图3-3（a）连接实验电路。实验步骤同上，将结果填入表3－1中。

（2）电压跟随器实验，将图3-3（a）中的R1断开，得图3-3（b）电路，重复（1）的内容。

表3－1   ( f =100Hz，Ui = 0.5V )

（1）按图3-2连接实验电路，调零和消振。

（2）输入信号采用直流信号，用直流电压表测量输入电压Ui1、Ui2及输出电压Uo，填入6-2中。

4．减法运算电路

（1）按图3-4连接实验电路，调零和消振。

（2）采用直流输入信号，实验步骤同内容3，填入表3-2中。

表3-2

1. 要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。

2. 函数信号发生器、交流毫伏表、双踪示波器以及测量电路等必须采用共地接法。

3．看清集成运放的管脚排列位置，切忌电源接反或输出短路，以免损坏集成块。

六、实验思考 

1. 阅读教材中有关集成运放的内容并估算实验电路的电压放大倍数等。

2. 如果没有交流毫伏表能否完成本次实验？

七、实验报告

1. 整理测量结果，填写相关表格。

2．把实测值与理论计算值比较，分析误差原因。

3. 如果没有交流毫伏表能否完成本次实验?（提示：示波器有何功能？）