運算放大器信號運算電路

實驗六 運算放大器信號運算電路
一、 實驗目的：
1、 掌握運算放大器工作于線性區的特點，加深對運算放大器基本性質的理解。

2、 熟悉由運算放大器組成的反相比例運算電路、電壓跟隨器、加法器、減法器和
積分電路的構成，以及它們的運算關系。
二、 預習要求：
1、 閱讀本實驗的實驗原理，復習反相比例，電壓跟隨器，反相求和，減法器，積
分器的工作原理，寫出上述電路的函數關系式。

2、 按圖6－3 設計一個反相求和電路，使其滿足＝－10（ － ），計算
電阻、、
U0 i2 U i1 U
1 R 2 R R′ ，已知f ＝100 R KΩ 。
3、 按圖6－4 設計一個減法電路，使其滿足＝ － ，已知＝
10
0 U i2 U i1 U f R
KΩ ，計算1 、、。 R 2 R 3 R
三、 驗原理和實驗電路
在分析運算放大器信號運算電路時，必須掌握運算放大器工作于線性區的特點，運
算放大器的開環放大倍數是很高的，一般運放的開環差模增益都大于80dB（即放大倍
數以上），所以要使運放工作于線性區必須引入深反饋，以減小兩個輸入端的凈輸
入電壓，也就是說運放工作于線性區時同相輸入端于反相輸入端的電壓接近于零，即
，運放工作于線性區的這一特點簡稱“虛短”，即不是真正短路。又因運放的
輸入電阻很高（晶體管組成的運放大于2
104
+ U ≈ ? U
MΩ ，場效應管作出的運放大于106 MΩ ），
所以運放兩個輸入端的電流可視為零，即＝0， ＝0，這是運放工作于線性區的第
二個特點，稱為“虛斷”。掌握了運放的這兩個特點，分析運算放大器信號運算電路就
十分簡便。
? I + I
1、 反相比例運算電路：

式中負號表示輸出電壓于輸入電壓相位相反。
反相比例運算放大器是電壓并聯負反饋電路，所以其輸出電阻很小，帶負載能力強，

圖6-6 積分電路輸入方波時的輸入輸出波形
由上式可以看出輸出三角波幅值與輸入信號的幅值以及周期T 成正比，與時
間常數成反比。積分電路的誤差主要是由電容的運放不夠理想引起的。
Im U
R C 1
四、實驗儀器
模擬電路試驗學習機 一臺
數字萬用表 一塊
脈沖/函數發生器 一臺
晶體管毫伏表 一臺
五、實驗內容
1、反相比例運放放大器
（1）按圖6－1 連接實驗電路，檢查無誤后閉合電源開關。

（3）由測量結果得出預算關系式，并說明誤差的性質和產生誤差的主要原因。

2、電壓跟隨器：
（1）按圖6－2 連接實驗電路，檢查無誤后閉合電源開關。

六、實驗報告要求
整理實驗數據，填寫給記錄表格，分析產生誤差的原因。