集成运算放大器的线性应用--实验篇.doc

集成运算放大器的线性应用 实验名称：集成运算放大器的线性应用 实验任务及目的 1.基本实验任务 用运放设计运算电路。 2.扩展实验任务 用运放构成振荡频率为500Hz的RC正弦波振荡器。 3.实验目的 掌握运放线性应用电路的设计和测试方法 三、实验原理及电路 1.实验原理 运算放大器的线性应用，即将运放接入深度负反馈时，在一定范围内输入输出满足线性关系。 2.实验电路 图2.15.1 U0=5Ui1+Ui2（Rf=100k）电路（注意平衡电阻的取值！） 图2.15.2 U0=5Ui2-Ui1（Rf=100k）电路（注意输入端电阻的匹配！） 图2.15.3 （Cf=0.01(F）电路 图2.15.4 可调恒压源电路（注意电位器的额定功率！） 图2.15.5 恒流源电路（注意负载电阻的取值！） 图2.15.6 RC正弦波振荡器 四、实验仪器及器件 1.实验仪器 稳压电源1台，使用正常；数字万用表1台，使用正常；示波器1台，使用正常；函数信号发生器1台，使用正常。 2.实验器件 DC信号源1个，使用正常；uA741运放2个，使用正常；1kΩ电阻1个，10kΩ电阻2个，15kΩ电阻1个，17kΩ电阻1个，20kΩ电阻2个，33kΩ电阻1个，51kΩ电阻1个，100kΩ电阻4个，0.01μF电容1个，10kΩ电位器1个，使用正常。 五、实验方案与步骤 1.按照图2.15.1接好电路，将输入端接地（ui1=0，ui2=0），万用表监测输出电压，接通±15V电源后，调整调零电位器，尽量使Uo接近零，若不为零，则需记录该失调电压的数值。将DC信号源接通电源，万用表监测DC信号源输出，按照表格中要求的参数调整旋钮，测量输出电压。 2.按照图2.15.2接好电路，记录该失调电压，将DC信号源接通电源，按照表格中要求的参数调整旋钮，测量输出电压。 3.按照图2.15.3接好电路，调节函数信号发生器输出1kHz/4V的方波信号。示波器自检，然后用通道1观测函数信号发生器的输出电压波形，通道2观测积分电路输出电压波形。 4.按照图2.15.4接好电路，测量输出电压。 5.按照图2.15.5接好电路，测量负载两端电压。 6.按照图2.15.6接好电路，示波器监测波形。 六、实验数据 1.U0=5Ui1+Ui2（Rf=100k）电路 图2.15.7 U0=5Ui1+Ui2（Rf=100k）电路multisim仿真图 Ui1（V） 0 0.3 0.3 -0.3 Ui2（V） 0 -0.1 0.1 0.1 理论值UO（V） 0 1.4 1.6 -1.4 仿真值UO（V） 0.005 1.395 1.595 -1.405 测量值UO（V） 误差% 0.5% 2.U0=5Ui2-Ui1（Rf=100k）电路 图2.15.8 U0=5Ui2-Ui1（Rf=100k）电路multisim仿真图 Ui1（V） 0 0.3 0.3 -0.3 Ui2（V） 0 -0.1 0.1 0.1 理论值UO（V） 0 -0.8 0.2 0.8 仿真值UO（V） -0.003 -0.803 0.197 0.797 测量值UO（V） 误差% 0.3% 3.（Cf=0.01(F）电路 图2.15.8 （Cf=0.01(F）电路multisim仿真图 波形 周期(ms) 峰峰值(V) ui 1 8 uO 1 2.35 4.用一个运放构成的输出电压连续可调恒压源电路。 图2.15.9 可调恒压源电路multisim仿真图 RL=1kΩ RL=10kΩ 仿真值UO1（V） 7.501 7.501 测量值UO1（V） 仿真值UO2（V） 10.501 10.501 测量值UO2（V） 5.用一个运放构成的恒流源电路。 图2.15.10 恒流源电路multisim仿真图 RL=1kΩ RL=10kΩ Ui（V） 5 5 仿真值UO（V） 0.5 4.997 测量值UO（V） 计算值iO（mA） 6.振荡频率为500Hz的RC正弦波振荡器。 图2.15.11 RC正弦波振荡器multisim仿真图 七、测量数据的分析 1.U0=5Ui1+Ui2（Rf=100k）电路，误差0.5%，由失调电压5mv导致。 2.U0=5Ui2-Ui1（Rf=100k）电路，误差0.3%，由失调电压3mv导致。 3.（Cf=0.01(F）电路，由于ui是1kHz/4V的方波信号，在第一个半周期内，故达到稳定状态后，该积分电路输出周期信号的峰峰值为2.4V。注意应根据输入信号电压的大小，以及运放的饱和值，合理选择该反馈电阻的大小。 4.可调恒压源电路，输出电压可由电位器连续可调，且负载变化，输出电压不变。注意电