运算放大器信号运算电路

实验六 运算放大器信号运算电路
一、 实验目的：
1、 掌握运算放大器工作于线性区的特点，加深对运算放大器基本性质的理解。

2、 熟悉由运算放大器组成的反相比例运算电路、电压跟随器、加法器、减法器和
积分电路的构成，以及它们的运算关系。
二、 预习要求：
1、 阅读本实验的实验原理，复习反相比例，电压跟随器，反相求和，减法器，积
分器的工作原理，写出上述电路的函数关系式。

2、 按图6－3 设计一个反相求和电路，使其满足＝－10（ － ），计算
电阻、、
U0 i2 U i1 U
1 R 2 R R′ ，已知f ＝100 R KΩ 。
3、 按图6－4 设计一个减法电路，使其满足＝ － ，已知＝
10
0 U i2 U i1 U f R
KΩ ，计算1 、、。 R 2 R 3 R
三、 验原理和实验电路
在分析运算放大器信号运算电路时，必须掌握运算放大器工作于线性区的特点，运
算放大器的开环放大倍数是很高的，一般运放的开环差模增益都大于80dB（即放大倍
数以上），所以要使运放工作于线性区必须引入深反馈，以减小两个输入端的净输
入电压，也就是说运放工作于线性区时同相输入端于反相输入端的电压接近于零，即
，运放工作于线性区的这一特点简称“虚短”，即不是真正短路。又因运放的
输入电阻很高（晶体管组成的运放大于2
104
+ U ≈ − U
MΩ ，场效应管作出的运放大于106 MΩ ），
所以运放两个输入端的电流可视为零，即＝0， ＝0，这是运放工作于线性区的第
二个特点，称为“虚断”。掌握了运放的这两个特点，分析运算放大器信号运算电路就
十分简便。
− I + I
1、 反相比例运算电路：

式中负号表示输出电压于输入电压相位相反。
反相比例运算放大器是电压并联负反馈电路，所以其输出电阻很小，带负载能力强，

图6-6 积分电路输入方波时的输入输出波形
由上式可以看出输出三角波幅值与输入信号的幅值以及周期T 成正比，与时
间常数成反比。积分电路的误差主要是由电容的运放不够理想引起的。
Im U
R C 1
四、实验仪器
模拟电路试验学习机 一台
数字万用表 一块
脉冲/函数发生器 一台
晶体管毫伏表 一台
五、实验内容
1、反相比例运放放大器
（1）按图6－1 连接实验电路，检查无误后闭合电源开关。

（3）由测量结果得出预算关系式，并说明误差的性质和产生误差的主要原因。

2、电压跟随器：
（1）按图6－2 连接实验电路，检查无误后闭合电源开关。

六、实验报告要求
整理实验数据，填写给记录表格，分析产生误差的原因。