实验6-集成运算放大器的线性应用(2次).ppt
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电子技术实验(Ⅵ.Ⅶ) 比例求和运算电路 (集成运算放大器的线性应用1) 积分与微分电路 (集成运算放大器的线性应用2) 集成运算放大器 集成运放电路是一种高增益的直接耦合多级放大电路,还具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点。 应用 改变反馈网络与外接电路的形式和参数,即能得到各种模拟放大和运算电路。 本实验讨论比例放大、加法、减法、积分、微分几种运算电路。 μA741型通用集成运算放大器 实验所用运放采用μA741型通用集成运放。 μA741是单片高性能内补偿运算放大器,具有较宽的共模电压范围。它不需要外部频率补偿;具有短路保护、失调电压调到零、较宽的共模和差模电压范围以及功耗低的特点。实验所用运放采用8引脚DIP封装,如下图。 μA741各管脚功能如下: 积分与微分电路 (集成运算放大器的线性应用2) * * * 加深对集成运算放大器的基本结构、性能参数的理解。 了解集成运算放大器的特点,掌握集成运算放大器的正确使用方法和基本应用电路。 掌握各种运算电路的特点及性能;学会测试方法和分析方法。 实验目的 实验原理 符号: 国内符号: 国际符号: + - u- u+ uo 反相输入端 同相输入端 输出端 - + + ? ∞ 输出端 反相输入端 同相输入端 uo u- u+ 技术指标 (1) 开环差模电压放大倍数(开环增益)大 Ad=105-107倍; (2) 共模抑制比高 CMRR=100dB以上; (3) 输入电阻大 ri1M?, 有的可达100M?以上; (4) 输出电阻小 ro =几?-几十? 实验原理 实验原理 结构 输入级的作用是使运放有高输入阻抗、高放大倍数、高共模抑制比和较小的静态电流; 中间级的作用是使运放有较大的放大能力; 输出级的作用是使运放有较宽的线性范围,较小的输出电阻和较小的非线性失真; 偏置电路的作用是使为运放提供各级放大电路的静态工作点。 实验原理 由于增益太高,只有加负反馈后,集成运算放大器才能工作于线性状态。 信号的放大 运放线性运用 模拟运算 有源滤波电路 理想化条件 在分析实际的电子电路时,为了简化分析与计算,都把运算放大器看作是理想运放。理想运放要满足以下三个条件: ⑴ 开环电压放大倍数无穷大,即:Ad =∞; ⑵ 输入电阻Ri为无穷大,即:Ri=∞; ⑶ 输出电阻为零,即:R0 =0。 实验原理 Uo =AoUi=Ao(u+– u-) Ao? ? Ui=u+– u-=0 u+ = u- 1. u+ = u- 虚短 ri ? ? i- = 0 i+ = 0 两个重要法则 i- i+ u- u+ + - uo 2. i-=0、i+ =0 虚断 实验原理 实验原理 实验内容 1. 电压跟随器 由于运放在线性电路中几乎无输入电流(虚断),而且同相输入端和反相输入端的电位相同。所以: 测量并记录数据: RL=5.1KΩ RL=∞ Vo/V 1 +0.5 0 -0.5 -2 Vi/V 连接电路 通常用连接电压跟随器的方法快速检测集成运放的好坏 实验原理 2. 反相比例放大器 由于运放在线性电路中几乎不吸收电流,而且同相输入端和反相输入端的电位相同,所以: 连接电路 测量并记录数据: 理论计算 误差 实测值 Vo/mV 3000 1000 300 100 30 Vi/mV * 不做(2)表6.3和(3)测量上限截止频率 实验原理 实验原理 3. 同相比例放大器 由于运放在线性电路中几乎不吸收电流,而且同相输入端和反相输入端的电位相同,所以: 连接电路 测量并记录数据: 理论计算 误差 实测值 Vo/mV 3000 1000 300 100 30 Vi/mV * 不做表6.5和(2)测量上限截止频率 实验原理 实验原理 4. 反相求和电路 由于运放在线性电路中几乎不吸收电流,而且同相输入端和反相输入端的电位相同,所以: 连接电路 加法器 实验原理 5. 双端求和(减法)电路 连接电路 减法器 实验中使用到的实验箱有些已经将运算放大器的电源接好,一部分新实验箱需要学生自己接运放的电源,包括+12V和-12V; 注意事项 集成运算放大器是什么器件?集成运算放大器的频率特性具有什么特点? 集成运算放大器构成的电路级与级之间的联接有什么特点? 集成运算放大器的输入电阻、输出电阻及开环电压放大倍数一般为多少? 什么是理想运放?理想运放线性应用的条件是什么? 思考题 学会用运算放大器组成积分微分电路。 掌握积分微分电路的特点及性能。 实验目的 Ui Uo 实验原理 1. 积分电路 当Ui为直流电压时: 根据以上计
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