集成运算放大器乘除运算1111
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运算放⼤器参数详解运算放⼤器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号:⼤中⼩订阅运算放⼤器(常简称为“运放”)是具有很⾼放⼤倍数的电路单元。
在实际电路中,通常结合反馈⽹络共同组成某种功能模块。
由于早期应⽤于模拟计算机中,⽤以实现数学运算,故得名“运算放⼤器”,此名称⼀直延续⾄今。
运放是⼀个从功能的⾓度命名的电路单元,可以由分⽴的器件实现,也可以实现在半导体芯⽚当中。
随着半导体技术的发展,如今绝⼤部分的运放是以单⽚的形式存在。
现今运放的种类繁多,⼴泛应⽤于⼏乎所有的⾏业当中。
历史直流放⼤电路在⼯业技术领域中,特别是在⼀些测量仪器和⾃动化控制系统中应⽤⾮常⼴泛。
如在⼀些⾃动控制系统中,⾸先要把被控制的⾮电量(如温度、转速、压⼒、流量、照度等)⽤传感器转换为电信号,再与给定量⽐较,得到⼀个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不⾜以推动显⽰或者执⾏机构,所以需要把这个偏差信号放⼤到需要的程度,再去推动执⾏机构或送到仪表中去显⽰,从⽽达到⾃动控制和测量的⽬的。
因为被放⼤的信号多数变化⽐较缓慢的直流信号,分析交流信号放⼤的放⼤器由于存在电容器这样的元件,不能有效地耦合这样的信号,所以也就不能实现对这样信号的放⼤。
能够有效地放⼤缓慢变化的直流信号的最常⽤的器件是运算放⼤器。
运算放⼤器最早被发明作为模拟信号的运算(实现加减乘除⽐例微分积分等)单元,是模拟电⼦计算机的基本组成部件,由真空电⼦管组成。
⽬前所⽤的运算放⼤器,是把多个晶体管组成的直接耦合的具有⾼放⼤倍数的电路,集成在⼀块微⼩的硅⽚上。
第⼀块集成运放电路是美国仙童(fairchild)公司发明的µA741,在60年代后期⼴泛流⾏。
直到今天µA741仍然是各⼤学电⼦⼯程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输⼊端a,b和⼀个输出端o.也称为倒向输⼊端(反相输⼊端),⾮倒向输⼊端(同相输⼊端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际⽅向从a 端指向公共端时,输出电压U实际⽅向则⾃公共端指向o端,即两者的⽅向正好相反.当输⼊电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际⽅向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别⽤"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考⽅向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或⽤箭头表⽰.反转放⼤器和⾮反转放⼤器如下图:⼀般可将运放简单地视为:具有⼀个信号输出端⼝(Out)和同相、反相两个⾼阻抗输⼊端的⾼增益直接耦合电压放⼤单元,因此可采⽤运放制作同相、反相及差分放⼤器。
课程名称:电子线路指导老师:
实验名称:集成运算放大器及应用
一、实验目的
1.了解集成运算放大器的基本使用方法。
2.掌握集成运算放大器构成的比例、加法、减法、对数、反对数及乘除等运算电路。
二、主要仪器设备
1.MDZ-2型模拟电子技术实验箱
2.实验板及元器件
3.直流稳压电源
4.万用表
三、实验内容
在实验中,各实验电路的输入电压均为直流电压,并要求大小和极性可调。
由集成运算放大器构成乘除电路,如下图图所示。
乘除法电路如图所示
将三个基本的对数电路适当的组合,再经反对数电路输出可实现乘除运算。
图中IC1,IC2,IC3均为对数电路,IC4可组成反对数电路。
由对数电路及反对数电路可知,
U BE4=U BE1+U BE2-U BE3
U T ln(I4/I S)= U T ln(I1/I S)+ U T ln(I2/I S)-U T ln(I3/I S)
I4=I1I2/I3
若R1=R3=R5=R7,则U0=U i1U i2/U i3
VD1,VD2,VD3分别为VT1,VT2,VT3的保护二极管。
C1,C2,C3为补偿电容,可防止自激振荡。
IC1~IC4选择7F741M型集成运放,电源电压取 +_15v.VT1~VT4选择9014型三极管,其U CEO=45V,I CM=0.1A。
VD1~VD3选择IN4148型高速开关二极管,其U RM=75V。
取R1=R3=R5=R7=10KΩ,各级限流电阻R2=R4=R6=2KΩ,C1=C2=C3=100PF.
按图接线,输入端加直流电压信号U i1,U i2, U i3,并且适当改变它们的值,分别测量相应的U o值,记入表中,并计算U o=U i1*U i2/ U i3
四、实验总结
1.整理相应的实验数据及结果。
2.总结集成运放构成的乘除运算电路的功能。
3.总结输入电压大小对运放电路工作状态的影响。
五、心得体会
1、误差分析:将实验实际所得的公式与代入已知量的理论公式相比较。
2、心得体会。