集成运算放大器集成运算放大器

集成运算放大器的基本原理和应用 在电子电路设计中，运算放大器是最基本和最重要的组件之一。它可以进行各种数学运算，如加法、减法、乘法、除法等，并且可以实现信号的放大、滤波和整形等功能。因此，了解运算放大器的基本原理和应用是非常重要的。 一、运算放大器的基本原理 运算放大器的基本原理可以用以下公式表示： Vo = -R2/R1 \* Vi 其中，Vo 是输出电压，R1 是输入电阻，R2 是反馈电阻，Vi 是输入电压。这式表明，输出电压 Vo 与输入电压 Vi 之间存在反相关系，当 R1 和 R2 的阻值相同时，输出电压 Vo 就等于输入电压 Vi 的反相。 二、运算放大器的应用 1. 比例器 比例器是运算放大器的一种基本应用。它可以将输入电压按一定比例放大或缩小。比例器的电路结构如图 2.10.2 所示。 2. 加法器 加法器是运算放大器的另一种基本应用。它可以将多个输入电压相加，输出电压等于输入电压的和。加法器的电路结构如图 2.10.3 所示。 3. 积分器 积分器是运算放大器的一种特殊应用。它可以将输入电压积分，输出电压等于输入电压的积分。积分器的电路结构如图 2.10.4 所示。 4. 微分器 微分器是运算放大器的一种特殊应用。它可以将输入电压微分，输出电压等于输入电压的微分。微分器的电路结构如图 2.10.6 所示。 五、实验内容及方法 1. 实验电路 实验电路如图 2.10.7 所示。该电路可以实现反号、比例和加法运算。 2. 反号运算 反号运算可以将输入电压反相输出。实验步骤如下： （1）按图 2.10.7 接好测量电路。 （2）反号运算 ① 将 S1 置 3c 端；S2 置 4b 端；S3 置 3d 端，接成反相器。 ② 将输入端 4a 与公共地端短接，先调 Rp1 消除寄生振荡（用示波器监示），然后调 Rp2，使 输出电压等于输入电压的反相。 ③ 拆去输入短路线，在输入端（4a）与公共地端加入 Vi=0.5V 直流电压，用数字万用表测出相应的输出电压 Vo，验证是否符合 Vo=-Vi 关系。 3. 比例运算 比例运算可以将输入电压按一定比例放大或缩小。实验步骤如下： （1）将 S2 置 3b；S3 置 1d，接成比例器。 ② 在输入端（3a）与公共地端加入直流电压 Vi = +0.5V，测出 Vo，验证是否符合 Vo = -5Vi 的关系。 ③ 更换 R2 的阻值和精度重复上述测量，体验 Vo = -5Vi 的关系受阻值精度的影响。 4. 加法运算 加法运算可以将多个输入电压相加。实验步骤如下： （1）将 S2 置 4b 或 3b 或 1b；S3 置 2d，接成加法器。 ② 在三个输入端 4a、3a、1a 加入直流电压 Vi1 = Vi2 = Vi3 = +0.5V，测出 Vo，验证是否符合 Vo = -（Vi1 + Vi2 + Vi3）的关系。 六、结论 通过本实验，我们了解了运算放大器的基本原理和应用，掌握了比例器、加法器、积分器和微分器等基本电路结构，并且验证了这些电路的工作原理。这将为我们在电子电路设计和开发中提供有价值的参考和借鉴。