第二章 集成运算放大器的线性应用基础

集成运算放大器基本应用

（模拟运算电路）实训指导

（特别提醒：实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同，实验时应以实验电路板中的为准。另外，由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致，实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。有的元器件虽然已经坏了，但仅凭肉眼看不出来。因此，在每次实验前，应该先对元器件（尤其是电阻、电容、三极管）进行单个元件的测量（注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量）。并记下元器件的实际数值。否则，实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。）

一．实验目的

1．研究由集成运放组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。

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。

基本运算电路。

1)反相比例运算电路

电路如图8—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关系为

iFOURRU1

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R2=R1||RF。

∞++-+12V-12VUiUOR1 10KR29.1KRW100KRF 100K∞++-+12V-12VUORW100KRF 100KR2 10KR1 10KR26.2KUi1Ui2

图8—1 图8—2

2)反相加法电路

电路如图8—2，输出电压与输入电压之间的关系为

)(2211iFiFOURRURRU

R3= R1‖R2‖RF

3)同相比例运算电路

图8—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

集成运算的线性应用实验报告

篇一：集成运算

放大器的线性应用--实验篇

集成运算放大器的线性应用

一、 实验名称：集成运算放大器的线性应用 二、 实验任务及目的

1.基本实验任务

用运放设计运算电路。 2.扩展实验任务

用运放构成振荡频率为500Hz的RC正弦波振荡器。 3.实验目的

掌握运放线性应用电路的设计和测试方法

三、实验原理及电路

1.实验原理

运算放大器的线性应用，即将运放接入深度负反馈时，在一定范围内输入输出满足线性关系。 2.实验电路

图2.15.1 U0=5Ui1+Ui2（Rf=100k）电路（注意平衡电阻的取值！）

图2.15.2 U0=5Ui2-Ui1（Rf=100k）电路（注意输入端电阻的匹配！）

图2.15.3 uo??（Cf=0.01?F）电路

?

图2.15.4 可调恒压源电路（注意电位器的额定功率！） 图2.15.5 恒流源电路（注意负载电阻的取值！）

图2.15.6 RC正弦波振荡器

四、实验仪器及器件

1.实验仪器

稳压电源1台，使用正常；数字万用表1台，使用正常；示波器1台，使用正常；函数信号发生器1台，使用正常。

2.实验器件

DC信号源1个，使用正常；uA741运放2个，使用正常；1kΩ电阻1个，10kΩ电阻2个，15kΩ电阻1个，17kΩ电阻1个，20kΩ电阻2个，33kΩ电阻1个，51kΩ电阻1个，100kΩ电阻4个，0.01μF电容1个，10kΩ电位器1个，使用正常。

五、实验方案与步骤

1.按照图2.15.1接好电路，将输入端接地（ui1=0，ui2=0），万用表监测输出电压，接通±15V电源后，调整调零电位器，尽量使Uo接近零，若不为零，则需记录该失调电压的数值。将DC信号源接通电源，万用表监测DC信号源输出，按照表格中要求的参数调整旋钮，测量输出电压。

功 率 放 大 电 路

功率放大电路在多级放大电路的输出级，通常在大信号下工作，向负载提供尽可能大的功率，来推动负载工作。

功率放大电路的特点

1. 在负载允许的失真限度内尽可能的提供最大输出功率

2. 转换效率（直流电源供给功率）负载获得的功率VOPP)(高。

3. 非线性失真尽可能小。

4. 散热好

功率放大电路的工作状态

按三极管静态工作点Q在输出特性曲线上所处位置的不同，功率放大电路分为甲类、甲乙类、乙类三种工作状态。

甲类 Q

CEu

O Ci 当Q点选择在交流负载线的中点时，信号整个周期内都有静态电流流过，这种工作状态称为甲类。

在甲类状态下，无论有无信号，电源提供的功率为CCCIUP。无输入信号，即静态时，电源提供的功率全部消耗在管子和电阻上。有输入信号时，电源提供的功率一部分转化为有用的输出功率，信号越大，输出功率越大。

由于电流有较大的直流分量CI，可以证明，甲类功率放大电路的效率理论上最高只能达到50%

甲乙类

为了提高效率，在电源电压CU一定的条件下，可使Q点沿交流负载线下移，使CI减小，可得到如图所示的甲乙类工作状态。

若Q下移到0CI，此时静态管耗为最小，这种状态称为乙类。

功率放大电路工作在甲乙类和乙类，虽然降低了静态时的功耗，提高Q

CEu

O Ci 了效率，但却产生严重的波形失真。

乙类

为了减小波形失真，在电路形式上一般可采用互补对称射极输出器的输出方式。

乙类互补对称功率放大电路

如下图为乙类互补对称功率放大电路的原理图，图中T1为NPN型晶体管，T2为PNP型晶体管，它们的特性、参数对称。电路为正、负电源供电，信号从基极输入，从发射极输出，为一对射极输出器。

静态时0iu，两管均处于截止状态，有021BBII，021CCII，所以发射极电位021EEUU，输出电压0ou。

动态时，在输入正弦交流电压iu的正半周期T1导通，T2截止，流过负载电阻LR的电流约为1CLii；在iu的负半周期T1截止，T2导通，流过LR的电流约为2CLii。所以当正弦交流电压iu输入时，两管轮流CEu

集成运算放大器教案

第一章：集成运算放大器的概述

1.1 教学目标

1. 了解集成运算放大器的基本概念；

2. 掌握集成运算放大器的主要参数；

3. 理解集成运算放大器的作用和应用。

1.2 教学内容

1. 集成运算放大器的定义；

2. 集成运算放大器的主要参数；

3. 集成运算放大器的作用和应用。

1.3 教学方法

1. 讲授法：讲解集成运算放大器的概念、参数和作用；

2. 案例分析法：分析集成运算放大器在实际电路中的应用。

1.4 教学步骤

1. 引入：讲解集成运算放大器的定义；

2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要参数；

3. 应用：分析集成运算放大器的作用和应用；

4. 总结：强调集成运算放大器在电路设计中的重要性。

第二章：集成运算放大器的电路符号与性质

2.1 教学目标

1. 掌握集成运算放大器的电路符号；

2. 理解集成运算放大器的主要性质； 3. 学会分析集成运算放大器的基本电路。

2.2 教学内容

1. 集成运算放大器的电路符号；

2. 集成运算放大器的主要性质；

3. 集成运算放大器的基本电路分析。

2.3 教学方法

1. 讲授法：讲解集成运算放大器的电路符号和性质；

2. 示例分析法：分析集成运算放大器的基本电路。

2.4 教学步骤

1. 引入：讲解集成运算放大器的电路符号；

2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要性质；

3. 分析：分析集成运算放大器的基本电路；

4. 总结：强调集成运算放大器性质在电路分析中的应用。

第三章：集成运算放大器的应用之一——放大器电路

3.1 教学目标

1. 掌握放大器电路的基本原理；

2. 学会设计放大器电路；

3. 了解放大器电路的应用。

3.2 教学内容

1. 放大器电路的基本原理；

2. 放大器电路的设计方法；

3. 放大器电路的应用。 3.3 教学方法

1. 讲授法：讲解放大器电路的基本原理；

2. 设计实践法：指导学生设计放大器电路；