实验三集成运算放大器线性应用.doc

实验三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【实验目的】熟悉集成运算放大器的使用方法,进一步了解其主要特性参数意义;掌握由集成运算放大器构成的各种基本运算电路的调试和测试方法;了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。【预习要点】复习课件中集成运放线性应用部分内容。在由集成运放组成的各种运算电路中,为什么要进行调零?【实验仪器设备】序号名称型号数量1模拟电子技术实验箱EEL-071台2信号源NEEL-03A1台3电压源NEEL-011台4数字式万用表VC980+1块5数字存储示波器TDS10021台【实验原理】集成运算放大器是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路,具有两个输入端和一个输出端,可对直流信号和交流信号进行放大。外接负反馈电路后,运放工作在线性状态,其输出电压Vo与输入电压Vi的运算关系仅取决于外接反馈网络与输入端阻抗的连接方式,而与运算放大器本身无关。改变反馈网络与输入端外接阻抗的形式和参数,即能对Vi进行各种数字运算。本实验采用的集成运放型号为HA17741,引脚排列如图3-1(a)所示。它是八脚双列直插式组件,‚脚和ƒ脚为反相和同相输入端,†脚为输出端,‡脚和„脚为正,负电源端,脚和…脚为失调调零端,…脚之间可接入一只几十KW的电位器并将滑动触头接到负电源端。ˆ脚为空脚。(a)(b)图3-1为了补偿运放自身失调量的影响,提高运算精度,在运算前,应首先对运放进行调零,即保证输入为零时,输出也为零。图3-1(b)是调零电位器连接示意图,使用时必须正确使用引脚才能确保电路正常工作。所谓调零并不是对独立运放进行调零,而是对运放的应用电路调零,即将运放应用电路输入端接地(使输入为零),调节调零电位器,使输出电压等于零。如图3-2所示。图3-2集成运算放大器按照输入方式可分为同相、反相、差动三种接法。按照运算关系可分为比例、加法、减法、积分、微分等,利用输入方式与运算关系的组合,可接成各种运算电路。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。本实验只讨论反相比例、反相加法、差动减法这三种基本运算电路。(1)反相比例运算电路反相比例放大器电路如图3-3所示。在电路中,输入信号经输入电阻送到反相输入端,而同相输入端通过电阻接“地”。反馈电阻跨接在输出端和反相输入端之间,形成深度电压并联负反馈。图3-3其运算关系为:该式表明,输出电压与输入电压是比例运算关系。若,则为反相器,。为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相端应接入平衡电阻。(2)反相加法电路在反相比例放大器基础上,如果反相输入端增加若干输入电路,则构成反相加法放大器,电路如图3-4所示。图3-4其运算关系为:该式表明,输出电压为两个输入电压和相加。为了保证运算放大器的两个输入端处于平衡对称的工作状态,克服失调电压、失调电流的影响,在电路中应尽量保证运算放大器两个输入端的外电路的电阻相等。因此,在反相输入的运算放大器电路中,同相端与地之间要串