模块三 集成运算放大器应用电路的的安装与调试.ppt

模块三 集成运算放大器应用电路的安装与调试 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数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。集成运算放大器在非线性应用方面的信号处理电路有单值比较器、滞回电压比较器和窗口比较器等。 集成运算放大器还能构成各种波形发生器，如可以构成正弦波、方波和三角波发生电路等多种结构形式，集成放大器构成的波形发生电路具有电路结构简单、使用方便的特点。 课题一 集成运算放大器的线性应用 1．反相比例运算电路 反相比例运算电路如图2.3.1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 2．反相加法电路 反相加法电路如图2.3.2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 3．同相比例运算电路 图2.3.3（a）所示为同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 4．差动放大电路（减法器） 对于如图2.3.4所示的减法运算电路，当Rl?=?R2，R3?=?Rf时，有如下关系式 5．积分运算电路 反相积分电路如图2.3.5所示。在理想化条件下，输出电压uo为: 式中，uc(0)为t?=?0时刻电容C两端的电压值，即初始值。 操作一 安装调试反相比例运算电路 集成运算放大器?A741的引脚排列如图2.3.6所示。 （1）按图2.3.1实验电路配齐元器件，对器件进行检测。 （2）按图2.3.1连接实验电路，实验前要分清集成运放组件各管脚的位置，切忌将正、负电源极性接反，输出端不能短路，否则将会损坏集成块。接±12V直流电源，输入端对地短路，进行调零和消振。 （3）在运放的反相输入端输入f?=?100Hz，Ui?=?0.5V的正弦交流信号，测量相应的Uo，并用示波器观察uo和ui的相位关系。 操作二 安装调试同相比例运算电路 （1）按图2.3.3（a）所示连接实验电路，接±12V直流电源，输入端对地短路，进行调零和消振。 （2）在运放的同相输入端输入f?=?100Hz，Ui?=?0.5V的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察uo和ui的相位关系。 操作三 安装调试反相加法运算电路 （1）按图2.3.2所示连接实验电路，接±12V直流电源，输入端对地短路，进行调零和消振。 （2）输入信号采用直流信号，图2.3.7所示电路为简易直流信号源，由实验者自己完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度，以确保集成运算放大器工作在线性区。 （3）用直流电压表测量输入电压Ui1，Ui2及输出电压Uo。 操作四 安装调试减法运算电路 （1）按图2.3.4连接实验电路，接±12V直流电源，输入端对地短路，进行调零和消振。 （2）采用直流输入信号，信号源如图2.3.7所示，用直流电压表测量输入电压Ui1、Ui2及输出电压UO。 操作五 安装调试积分运算电路 （1）实验电路如图2.3.5所示，根据电路需要选择元器件，并对器件进行测试。 （2）按图连接电路，电路中K2的作用一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压uc(0)?=?0；另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号ui后，只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。打开K2，闭合K1，对输出进行调零。 （3）调零完成后，打开K1，闭合K2，使uc(0)?=?0。 （4）将预先调好直流输入电压UI?=?0.5V接入实验电路，打开K2，用直流电压表测量电压UO，每隔5s读一次Uo，直到Uo不继续明显增大为止。 课题二 集成运算放大器非线性应用 集成运算放大器工作在开环或正反馈时，即为非线性工作状态。 在非线性工作状态下，集成运放的同相输入端和反相输入端的电压大小经过比较可决定输出电压的高低，当一个输入端输入参考电压时，另一端输入电压ui的变化将使输出电压产生跃变。 常见集成运放非线性应用的信号处理电路包括单值比较器、滞回电压比较器和窗口比较器。 1．电压比较器 电压信号幅度比较，即将一个模拟量的电压信号与一个参考电压相比较，输出电压在二者幅度相等的附近将产生跃变，图2.3.8所示为最简单的电压比较器，UR为参考电压加在运放的同相输入端，输入电压ui加在反相输入端。 当uiUR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳压电