实验五 模拟运算电路
一、实验目的
1、了解并掌握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原理与功能。
2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理
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。
理想运算放大器特性
在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益 Aud=∞
输入阻抗 ri=∞
输出阻抗 ro=0
带宽 fBW=∞
失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：
（1）输出电压UO与输入电压之间满足关系式
UO＝Aud（U+－U－）
由于Aud=∞，而UO为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
基本运算电路
1) 反相比例运算电路
电路如图5－1所示。对于理想运放，
该电路的输出电压与输入电压之间的i1FOURRU
关系为
为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2＝R1 // RF。
图5－1 反相比例运算电路 图5－2 反相加法运算电路
2) 反相加法电路
电路如图5－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为
)URRURR(Ui22Fi11FO R3＝R1 / R2 / RF
3) 同相比例运算电路
图5－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为
实验报告
课程名称：___模拟电子技术实验____________指导老师：_ _成绩：__________________
实验名称： 实验13 基本运算电路 实验类型：__________ 同组学生姓名：__________
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一. 实验目的和要求
1、研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能。
2、掌握集成运算放大电路的三种输入方式。
3、了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
4、理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响。
二. 实验内容和原理
1. 实现两个信号的反相加法运算。
2. 实现同相比例运算。
3. 用减法器实现两信号的减法运算。
4. 实现积分运算。
5. 用积分电路将方波转换为三角波。
运放μA741介绍 ：
集成运算放大器（简称集成运放）是一种高增益的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同，有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。
集成运放在实际运用中，都必须用外接负反馈网络构成闭环放大，用以实现各种模拟运算。
μA741引脚排列：
专业：电子信息工程
姓名：
学号：_
日期：_2011.3.21
地点：紫金港东三204
装
订
线
实验名称：____实验13 基本运算电路 姓名： 学号：
三. 主要仪器设备
示波器、信号发生器、晶体管毫伏表
运算电路实验电路板
μA741、电阻电容等元件
四. 操作方法和实验步骤
基本放大电路
1． 实验目的
（1）掌握单管放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻输出电阻的测量方法。
（2）观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。
（3）进一步掌握示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、万用表的使用。
2． 知识要点
（1）实验参考电路见图2-6：
图2-6 分压式共射放大电路
电路参考参数：
Vcc=12V Rw=680kΩ RB=51kΩ RB2=24kΩ Rc=5.1kΩ RE=1kΩ RL=5.1kΩ C1=C2=C3=10µF T为3DG12
β=60~80
（2）为获得最大不失真输出电压，静态工作点应选在交流负载线中点。为使静态工作点稳定必须满足以下条件：
（3）静态工作点可由下列关系式计算
（4）电压放大倍数计算
（5）输入电阻输出电阻测量方法
其中：0U为带负载时的输出电压,'0U为空载时的输出电压。
3． 预习要求 BEQBQBQUUII，1，EBEQBQECRUUII,'0beLiurRUUALCLRRR//',////21bebeRRirrRRR)()(26)1('mAImVrrEQbbbe,sisiiRUUURLRUUR)1(0'00)300('bbr,212CCBBBBQVRRRU)(CECQCCCEQRRIVU（1）复习晶体管放大电路中有关静态和动态性能的基本内容并认真阅读实验指导书。
（2）掌握RB1与静态工作点之间的关系，以及电压放大倍数的增大或减小对应于RB1如何变化？
（3）对各思考题做初步回答。
（4）对动态和静态有关参数进行理论计算。
（5）要求写出预习报告或设计报告。
4． 实验内容及要求
（1）观察静态工作点变化对放大电路性能的影响
1）按图接好电路，检查无误后接通直流电源（12V或15V）。
2）调节RW，使UCEQ 在交流负载线的中点。测量UCQ、UBQ、UEQ、，计算ICQ=（VCC－UCQ）/RC。在上述条件下，从信号发生器接入一个交流信号Uip-p=10mV、f=1000Hz。观察输出端U0的波形，测量Ui 、U0和电压放大倍数Au=UO/Ui 。
实验六 比例求和运算及微积分电路
一、实验目的
1、掌握集成运算放大器的特点，性能及使用方法。
2、掌握比例求和电路的测试及分析方法。
3、掌握各电路的功能工作原理和计算方法。
二、实验仪器
1、数字万用表
2、信号发生器
3、示波器
4、交流毫伏表
5、直流稳压电源
三、实验内容
1、电压跟随器
验证电压跟随器的电压跟随特性。（此电路经常用于多级放大器的第一级，起阻抗匹配作用）
经测量Ui=Uo=14.142mV
2、反相比例电路
验证反相比例运算电路的输入与输出的关系为：iifoURRU
电路图如下：
经验证Uo=10Ui=141.406mV
3、同相比例放大器
验证同相比例放大电路输入与输出之间的关系：UiRRfUo11
电路图如下：
测得Ui=14.142mV Uo=155.546mV Uo=101Ui
4、反相求和电路
验证反相求和电路的输入与输出之间的关系式：)2211(UUiRRfUiRRfo
电路图如下图所示：
由图可知：Ui1=6.955mV, Ui2=2.303mV, Uo=92.564mV
验证92.564mV = -【（R3/R4）6.955+（R3/R1）2.303】mV
5、加减运算放大电路
验证其输入输出之间的关系式：)12(1UiUiRRfUo
电路图如下图所示：
实验测得：Ui1=6.978mV Ui2=2.318mV Uo=46.655mV
可验证Uo=10(6.978-2.318)
6、积分电路
连接积分电路，检查无误之后接通12V直流电源。
①取Ui=-1V，用示波器观察波形Uo，并且测量运放输出电压的正向饱和电压值。
②取Ui=1V，测量运放的负向饱和电压值
③将电路中的积分电容改为0.1微法，Ui分别输入1KHz幅值为2V的方波和正弦信号，观察Ui和Uo的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。
