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1、实训九 集成运放的线性应用内容一 集成运放的反相、同相比例运算电路一、实训目的1.掌握集成运算放大器的使用方法。2.了解集成运放构成反相比例、同相比例运算电路的工作原理。3.掌握集成运放反相比例、同相比例运算电路的测试方法。二、实训测试原理1. 反相放大电路电路如图（1）所示。输入信号Ui通过电阻R1加到集成运放的反相输入端，输出信号通过反馈电阻Rf反送到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈。根据“虚断”概念，即iN=ip，由于R2接地， 所以同相端电位Up=0。又根据“虚短”概念可知，UN=Up，则UN=Up=0，反相端电位也为零。但反相端又不是接地点，所以N点又称“虚地”。则有 , =,=
2、-则=-。 运放的同相输入端经电阻R2接地,R2叫平衡电阻，其大小为R2=R1Rf。图（1） 反相放大电路 图（2） 同相放大电路 图（3） 电压跟随器2. 同相放大电路电路如图（2）所示。输入信号Ui通过平衡电阻R2加到集成运放的同相输入端，输出信号通过反馈电阻Rf反送到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈。根据“虚断”与“虚短”的概念，有，iN=iP=0；则得若=,则即为电压跟随器，如图（3）。 三、实训仪器设备 1.直流稳压电源 2.万用表 3.示波器 四、实训器材 1. 集成块 A741(HA17741) 2. 电阻 10K2 100K2 2 K2 3. 电位器 1K1 五、实训电路图
3、（3）反相比例运算实训电路图（4）同相比例运算实训电路六、测试步骤及内容1. 反相比例运算实训1） 按图（3）所示的电路正确连线，其中集成运放用的是A741。2） 将双路直流稳压电源两路均调到12V，分别接到集成运放的7脚和4脚，注意7脚是正电源，4脚是负电源，不能接错。3）两个2K电阻和1K的电位器RP组成简易信号源。简易信号上加上正负电源。调节RP可以改变A点对地电位的大小，没有做实训之前，先调RP使A点对地电压小一些。4）将运放的输入端接到A点，调节RP，使Ui按表1中的数值要求（要用万用表在路监测），然后用万用表测出不同输入时的对应输出电压，填入表1中。2. 同相比例运算实训1） 按图
4、（4）所示的电路正确连线。2） 将双路直流稳压电源两路均调到12V，分别接到集成运放的7脚和4脚，注意7脚是正电源，4脚是负电源，不能接错。3）简易信号上加上下负电源。同反相比例运算实训，在没有做实训之前，先调RP使A点对地电压小一些。4）将运放的输入端接到A点，调节RP，使Ui按表1中的数值要求（要用万用表在路监测），然后用万用表测出不同输入时的对应输出电压，填入表1中。表1 反相、同相比例运算测试输入信号Ui(V)+0.1-0.1+0.3-0.3反相比例运算UO(V)测量反相比例运算UO(V)理论同相比例运算UO(V)测量同相比例运算UO(V)理论3当输入信号为交流信号时，重复步骤1和2.
5、并用示波器观察输入及输出之间的相位关系，表格自拟，在实验报告中做出。七、注意事项1. 集成运放A741，实际运用中的工作电压在10V15V范围内，对应7脚接正电源，4脚接负电源，切不可接反，否则将损坏集成块。2.在接线时，注意正负电源的连接，正负电源无论在什么情况下，均不允许对地短路，以免烧坏电源。3.集成运放的输出6脚不能对地短路。4.电路在改接时，要先关掉电源，改接完正确无误后才可接通电源。5.实训中如出现任何异常情况，都要先切断电源，再视情况加以处理。八、思考题结合理论计算结果与实际测量结果进行比较进行分析，若存在误差，分析误差产生的可能原因。内容二 集成运放加、减法运算一、实训目的1.
6、 进一步掌握集成运算放大器的使用方法。2. 了解集成运放构成加、减法运算电路的工作原理。3. 掌握集成运放加、减法运算电路的测试方法。二、实训测试原理1.加法运算电路 如图（1）所示。输入信号从反相输入端加入，又称反相加法运算电路。输入信号可以有多个，支路可对外扩展。分析方法与反相放大器相似，利用虚短、虚断和虚地概念可得=-()，若取R1=R2=Rf,则 ， 即可实现加法运算。 图（1） 加法运算电路 图（2） 减法运算电路2、减法运算电路 电路如图（2）所示。信号分别由同相端和反相端同时输入。利用虚断和虚短的概念有，若取R1=R2，Rf=R3，则 =)， 即输出电压正比于两个输入信号电压之差
7、。当R1=Rf 时 ，即可实现减法的运算。 三、实训仪器设备 1.直流稳压电源 2.万用表 四、实训器材 1. 集成块 A741(HA17741) 2. 电阻 10K2 100K2 2 K2 2 .4K2 4.7 K1 3. 电位器 1K2五、测试电路 图(3) 反相加法器电路图(4) 减法器电路六、测试步骤及内容1. 反相加法运算实训1） 按图（3）所示的反相加法电路正确连线。2） 将双路直流稳压电源两路均调到12V，分别接到集成运放的7脚和4脚，注意7脚是正电源，4脚是负电源，不能接错。3）两个2K、2 .4K电阻、两1K的电位器RP1和RP2组成两路简易信号源。简易信号上加上下负电源。调
8、节RP1可以改变A点对地电位的大小，调节RP2可以改变B点对地电位的大小没有做实训之前，先使A、B点对地电压小一些。4）将运放的输入端Ui1接到A点，Ui2接B点，分别调节RP1、RP2，使输入信号按表1中的数值要求（要用万用表分别在路监测），然后再用万用表测出不同输入时的对应输出电压，填入表1中。 5）根据理论，计算出表1中的理论结果。填入表中。表1 反相加法运算测量数据Ui1（V）+0.1+0.2-0.3Ui2（V）+0.2-0.4+0.1Uo（V）理论计算数据Uo（V）2. 减法运算实训1） 按图（4）所示的减法电路正确连线。2） 注意集成电路电源的连接。不能接错。3）分别调节RP1、
9、RP2先使A、B两点对地电压小一些。4）将运放的输入端Ui1接到A点，Ui2接B点，分别调节RP1、RP2，使输入信号按表2中的数值要求（要用万用表分别在路监测），然后再用万用表测出不同输入时的对应输出电压，填入表2中。 5）根据理论，计算出表2中的理论结果。填入表中。表2 减法运算测量数据Ui1（V）+0.1-0.2-0.3Ui2（V）+0.3-0.4+0.1Uo（V）理论计算数据Uo（V）七、注意事项1 . 集成运放A741，实际运用中的工作电压在10V15V范围内，对应7脚接正电源，4脚接负电源，切不可接反，否则将损坏集成块。2 . 在接线时，注意正负电源的连接，正负电源无论在什么情况下
10、，均不允许对地短路，以免烧坏电源。3 . 集成运放的输出6脚不能对地短路。4 . 电路在改接时，要先关掉电源，改接完正确无误后才可接通电源。5 . 实训中如出现任何异常情况，都要先切断电源，再视情况加以处理。八、思考题结合理论计算结果与实际测量结果进行比较进行分析，若存在误差，分析误差产生的可能原因。内容三 微积分运算一、实训目的1熟悉集成运放的线性应用微积分运算关系；2掌握微积分运算的测试方法。二、实训原理1实训电路2基本原理1）积分运算电路 图（1）所示为积分运算电路。积分电路是控制和测量系统中的重要组成部分，它可以实现延时、定时以及产生各种波形。其中R为直流反馈电阻，用于稳定静态工作点，
11、断开它运放将无法调零。由于其取值较大，对电路交流工作影响较小，可以忽略不计。利用虚短、虚断和虚地概念可知 。由此可见，输出电压UO与输入电压Ui的积分成正比，实现了积分的运算。2）微分运算电路图（2）所示为微分运算电路。它是将积分电路中的电阻与电容的位置互换。在脉冲数字电路中，常用来实现波形变换。根据虚短、虚断和虚地概念可知，由此可见，输出电压UO与输入电压Ui的微分成正比，实现了微分的运算。 三、实训仪器设备1函数发生器2双路直流稳压电源3双踪示波器4万用表四、实训器材 1. 集成块 A741(HA17741) 2. 电阻 R1=R2= 100K R=1M R3=Rf=1 K 3. 电容 0.47F1 0.01F1五、测试步骤及内容 1积分运算关系的测定根据图（1）所示电路连线，取R1=R2= 100K、R=1M、C=0.47F （=RC=47ms），给电路加上合适的直流电源。调节函数发生器中的矩形波电压的频率为1KHz不变，幅值为1V（T=1/1000=1ms），在电阻R两端的电压uR即为积分输出电压UO,将方波电压Ui接到示波器的一个通道, UO接示波器的另一个通道，观察并描绘Ui和UO的波形图，并读出其波形的幅值大小Uip-p=（ ），Uop-p=（ ）。
