集成運(yùn)算放大器及簡(jiǎn)單應(yīng)用

1、徐州工程學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心 運(yùn)算放大器在電路中發(fā)揮重要作用，其應(yīng)用已經(jīng)延伸到汽車電子、通信、消費(fèi)等各個(gè)領(lǐng)域。隨著科技的進(jìn)步，集成運(yùn)算放大器的功能越加強(qiáng)大，現(xiàn)已成為模擬電子技術(shù)領(lǐng)域中的核心器件之一。 1 1、掌握集成運(yùn)算放大器的基本使用方法。、掌握集成運(yùn)算放大器的基本使用方法。 2 2、設(shè)計(jì)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成反相比例器、加法器、減、設(shè)計(jì)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成反相比例器、加法器、減 法器、電壓比較器等。法器、電壓比較器等。 集成運(yùn)算放大器是一種具有高放大倍數(shù)的放大電路器件，本實(shí)集成運(yùn)算放大器是一種具有高放大倍數(shù)的放大電路器件，本實(shí)驗(yàn)選用的是驗(yàn)選用的是A741型運(yùn)算放大器，管腳圖和各引出端的符號(hào)如下型

2、運(yùn)算放大器，管腳圖和各引出端的符號(hào)如下圖所示。圖所示。 （1）工作電壓：）工作電壓： A741型運(yùn)算放大器的工作電壓由雙電源型運(yùn)算放大器的工作電壓由雙電源+15V和和-15V供給，供給，“7”腳接腳接+15V，“4”腳接腳接-15V。（2）調(diào)零電路：由于運(yùn)算放大器內(nèi)部參數(shù)不可能完全對(duì)稱，導(dǎo)致當(dāng)輸入信號(hào)）調(diào)零電路：由于運(yùn)算放大器內(nèi)部參數(shù)不可能完全對(duì)稱，導(dǎo)致當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零，故設(shè)置了調(diào)零電路，由管腳為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零，故設(shè)置了調(diào)零電路，由管腳“1”、“4”“”“5”連連接電位器接電位器RP組成。組成。（3） A741型運(yùn)算放大器有兩個(gè)輸入端，標(biāo)記型運(yùn)算放大器有兩個(gè)輸入端，標(biāo)記“

3、+”“”“-”，稱為雙端輸入。，稱為雙端輸入。 “2”腳為反相輸入端，腳為反相輸入端， 即輸入信號(hào)即輸入信號(hào)ui從從“2”腳加入而腳加入而“3”接地時(shí)，放大電接地時(shí)，放大電路的輸出電壓路的輸出電壓uo與與ui反相；反相；“3”腳為同相端，輸入信號(hào)腳為同相端，輸入信號(hào)ui從從“3”腳加入而腳加入而“2”接地時(shí)，則放大電路的輸出電壓接地時(shí)，則放大電路的輸出電壓uo與與ui同相。同相。（4） A741型運(yùn)算放大器只有一個(gè)輸出端，即管腳型運(yùn)算放大器只有一個(gè)輸出端，即管腳“6”，獲得輸出電壓，獲得輸出電壓uo。 運(yùn)算放大器的應(yīng)用分為線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用。運(yùn)算放大器的應(yīng)用分為線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用。線性應(yīng)用

4、指放大器本身工作在線性區(qū)域的應(yīng)用，由線性應(yīng)用指放大器本身工作在線性區(qū)域的應(yīng)用，由于放大器具有很高的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)于放大器具有很高的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)ku，一般不，一般不能直接工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，而引入負(fù)反饋電路，使放能直接工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，而引入負(fù)反饋電路，使放大器處于閉環(huán)狀態(tài)，才能穩(wěn)定工作，即要通過(guò)反饋大器處于閉環(huán)狀態(tài)，才能穩(wěn)定工作，即要通過(guò)反饋電阻電阻RF將輸出信號(hào)反饋到反相輸入端，從而形成深將輸出信號(hào)反饋到反相輸入端，從而形成深度負(fù)反饋，以保證放大器的輸出端電壓與輸入電壓度負(fù)反饋，以保證放大器的輸出端電壓與輸入電壓形成線性關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)中反相比例、加法以及減法形成線性關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)中反相比例、加法

5、以及減法都是放大器的線性應(yīng)用。都是放大器的線性應(yīng)用。 非線性應(yīng)用是指不加負(fù)反饋電路，由于放大器的非線性應(yīng)用是指不加負(fù)反饋電路，由于放大器的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，很小的輸入電壓便能驅(qū)使開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，很小的輸入電壓便能驅(qū)使輸出電壓達(dá)到飽和值，輸入電壓和輸出電壓不存在輸出電壓達(dá)到飽和值，輸入電壓和輸出電壓不存在線性關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)中的電壓比較器就是非線性應(yīng)用。線性關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)中的電壓比較器就是非線性應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 1）、反相比例運(yùn)算電路）、反相比例運(yùn)算電路 如下圖所示，在輸入端介入電壓如下圖所示，在輸入端介入電壓u ui i，則輸出端得到輸出電壓，則輸出端得到輸出電壓u uo

6、o，有如下關(guān)系：，有如下關(guān)系：放大倍數(shù)放大倍數(shù)k k由由R RF F、R R1 1決定。決定。 oi1oi11uuuuk=FFFRRRRRR 即 2）、反相加法運(yùn)算電路）、反相加法運(yùn)算電路 當(dāng)兩個(gè)信號(hào)當(dāng)兩個(gè)信號(hào)ui1、ui2分分別經(jīng)過(guò)別經(jīng)過(guò)R1、R2同時(shí)從反相輸同時(shí)從反相輸入時(shí)，其輸入和輸出電壓之入時(shí)，其輸入和輸出電壓之間的關(guān)系為：間的關(guān)系為：當(dāng)當(dāng)R1=R2 =RF時(shí)，時(shí)，oiiuuu 12（+）3 3）、減法運(yùn)算電路）、減法運(yùn)算電路 從反相端輸入電壓從反相端輸入電壓u ui1i1，在輸出端產(chǎn)，在輸出端產(chǎn)生電壓生電壓u uo1o1；從同相端輸入電壓；從同相端輸入電壓u ui2i2，在輸出端產(chǎn)生的電壓在輸出端產(chǎn)生的電壓u uo2o2，當(dāng)當(dāng)R R1=1=R R2 2 =R=RF F=R=RP P時(shí)，時(shí)，oiiuuu21 圖中圖中uR為參考電壓。當(dāng)輸入電壓為參考電壓。當(dāng)輸入電壓ui低于參考電低于參考電壓壓uR時(shí)，輸出電壓時(shí)，輸出電壓uo uz，由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值決，由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值決定；當(dāng)定；當(dāng)ui高于高于uR時(shí)，時(shí)，uo = -uD，輸出負(fù)電壓，輸出負(fù)電壓，uD是是穩(wěn)壓管的正向?qū)妷骸＠秒妷罕容^器可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓管的正向?qū)妷?。利用電壓比較器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制