集成运算放大器的线性应用实验.doc

集成运算放大器的线性应用实验
佘新平编写
一、实验目的
;
2. 掌握运算电路的参数计算和性能测试方法。
二、实验仪器及器件
;
;
;
;
;
2块、、电阻10k 10个、20k 5个、30k 2个、50k 2个、100k 2个、 1个、 1个、680k 1个,10k电位器3个。
三、预习要求
;
;
。
四、实验原理
(1)集成运放简介
1
2
3
4
5
6
7
8
调零
V-
V+
-Vcc
调零
+Vcc
NC
VO
集成电路运算放大器(简称集成运放或运放)是一个集成的高增益直接耦合放大器,通过外接反馈网络可构成各种运算放大电路和其它应用电路。集成运放uA741的电路符号及引脚图如图1所示。
图1 uA741电路符号及引脚图
任何一个集成运放都有两个输入端,一个输出端以及正、负电源端,有的品种还有补偿端和调零端等。
(a)电源端:通常由正、负双电源供电,典型电源电压为±15V、±12V等。如:uA741的7脚和4脚。
(b)输出端:只有一个输出端。在输出端和地(正、负电源公共端)之间获得输出电压。如:uA741的6脚。最大输出电压受运放所接电源的电压大小限制,一般比电源电压低1~2V;输出电压的正负也受电源极性的限制;在允许输出电流条件下,负载变化时输出电压几乎不变。这表明集成运放的输出电阻很小,带负载能力较强。
(c)输入端:分别为同相输入端和反相输入端。如:uA741的3脚和2脚。输入端有两个参数需要注意:最大差模输入电压Vid max和最大共模输入电压Vic max 。
两输入端电位差称为“差模输入电压”Vid : 。
两输入端电位的平均值,称为“共模输入电压”Vic :
任何一个集成运放,允许承受的Vid max和Vic max都有一定限制。
两输入端的输入电流 i+ 和 i- 很小,通常小于1mA ,所以集成运放的输入电阻很大。
(2)理想集成运放的特点
在各种应用电路中,集成运放可能工作在线性区或非线性区:一般情况下,当集成运放外接负反馈时,工作在线性区;当集成运放处于开环或外接正反馈时,工作在非线性区。
在分析各种应用电路时,往往认为集成运放是理想的,即具有以下的理想参数:输入电阻为无穷大、输出电阻为0、共模抑制比为无穷大及开环电压放大倍数为无穷大。
理想集成运放工作在线性区时的特点为:
分别称为“虚短”和“虚断”。它们是分析理想集成运放线性应用电路的两个基本出发点。
当理想运放工作在非线性区时,“虚短”不再成立,但“虚断”仍然成立。此时当

(3)集成运放的单电源供电问题
在集成运放的部分应用电路中,出于某种需要,有时要求单电源供电。双电源供电与单电源供电两者之间有何区别?
当集成运放采取双电源供电时,输入、输出电压的电位参考点是正、负电源的公共端C,如图2(a)所示。如果把负电源端作为电位参考点,并使C点悬空