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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： –12V100kΩ –12V 100kΩ 9.1kΩ 100kΩ 10kΩ Rp R2 Rf R1 Uo Ui 图3-1 反相比例运算电路 + – + ∞ N Ui1 10kΩ 6.2kΩ 100kΩ 30kΩ R1 R3 Rf R2 Uo Ui2 + – + ∞ N 图3-2 反相加法运算电路 R2 R2 10kΩ Rf Uo + – + ∞ N 10kΩ Ui (b) 电压跟随器 R2 100kΩ 10kΩ Rf R1 Uo + – + ∞ N 9.1kΩ Ui (a) 同相比例运算电路 图3- 图3-3 同相比例运算电路 R R3 10kΩ R2 Ui2 100kΩ 100kΩ 10kΩ Rf R1 Uo Ui1 + – + ∞ N 图3-4 减法运算电路 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 ) 项目 Ui / V Uo/V AV ui波形、u0波形 （用两种颜色画图、标注坐标单位） 实测值 计算值 反相比例 0.5 同相比例 0.5 电压跟随 0.5 3．反相加法运算电路 （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 项目 Ui1/V 0.2 0.2 0.2 –0.2 –0.2 –0.2 Ui2/V 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 反相 加法 Uo/V 实测值 计算值 减法 Uo/V 实测值 计算值 四、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 模电实验箱 1 2 双踪示波器 GOS-6021 1 3 交流毫伏表 1 4 数字万用表 UT58 1 5 函数信号发生器 1 6 直流稳压电源 1 五、注意事项 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？）