集成运算放大器的放大特性.

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1 集成运算放大器的放大特性

2 一、实验目的 1．了解集成运算放大器的基本特性； 2．掌握集成运算放大器的正确使用方法； 3．掌握集成运放比例运算电路的调试和实 验方法。

3 二、实验原理 1. 运放构成 运算放大器是高增益、低漂移的直流放大器。 输入级 中间级 输出级
输 入 级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。 中 间 级：共射放大电路。用于电压放大。 输 出 级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载能力。 偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态工作点。 输入级 中间级 偏置 电路 输出级 输入端 输出端

4 2. 运放的特点 实际运放具有高增益 、低漂移、高输出阻抗、低输出 阻抗、 可靠性高的特点 ，因此可以视其为理想器件。运放的理想参数：
（1）开环电压增益 Avd=∞； （2）输入电阻 Rid=∞，Ric=∞； （3）输出电阻 Ro =0 ； （4）开环带宽 BW= ∞ ； （5）共模抑制比 KCMR =∞； （6）失调电压、电流 Vio =0、Iio=0 。

5 ＋ － V－ V+ Vo － ＋ V－ V+ Vo  Ao 3. 电路符号及重要结论
根据分析时理想运放的条件 ，得出两个重要结论： 虚短路 虚开路

6 4 . 运放的封装形式 741或 OP07 出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运 放各级之间均采用直接耦合的方式。
2—反相输入端 3—同相输入端 6—输出端 4—正电源端 7—负电源端 1、5—接调零电位器 8—闲置端（NC） ∞ 741 7 6 1 4 3 2 5 8 741或 OP07

7 5. 运放在信号运算方面的应用 集成运放有三种基本放大组态，即反相放 大、同相放大和差动放大组态，它们是构成 集成运放系统的基本单元。

8 （1）反相比例运算放大器 _ +   RF R1 RP Vi Vo i2 i1= i2 i1 平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等。

9 （2）同相比例放大器 V-= V+= Vi _ +   RF R1 RP Vi Vo

10 （3） 电压跟随器 _ +   Vi Vo 此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。

11 三、实验电路

12 本实验用集成运放为双电源供电，提供±12V的电源。实
验底板上的V1、V2、V3、V4为直流信号输出。

13 四、直流稳压电源的双电源实现 将直流稳压电源的两组输出置于“组合”状态，并同时将另一个按键开关置在“串联”方式，调整电压输出为12 V。将实验底板的黑色线接在两组电源的连接公共点上，再分别将底板上的红线接在一组电源的正端、兰色线接在另一组电源的负端。这样实验底板就获得±12V的双电源。

14 五、实验内容 1. 反相比例放大器 （1）直流反相比例放大 根据表格中对放大倍数的要求，选择合适的元件连
接好电路，完成要求的测试内容，计算并分析结果。 测试条件 输出电压 实测放大倍数 相对误差 +1.4V –3 +0.7V – 1.0V –10 +2.0V

15 正确选择电路元件，观测并记录输入、输出波形，分析结 果，填入表格中。
（2）交流反相比例放大 实现Uo（t）=﹣3.3Ui（t），要求Ui（t）=2cos2000 t（V） 正确选择电路元件，观测并记录输入、输出波形，分析结 果，填入表格中。 输入电压（V） 输出电压（V） R F R1 波 形 图 Ui（t）=2cos t

16 （3）反相放大器幅频特性的测试 用函数发生器输出正弦信 号，使有效值Ui =0.3（V）。 改变信号频率，测量输出电压
f 输出电压 Uo 幅频特性曲线 100Hz 1kHz 5kHz 10kHz fH （ ） 2 fH 10 fH 用函数发生器输出正弦信 号，使有效值Ui =0.3（V）。 改变信号频率，测量输出电压 Uo，确定半功率频率点 fH，记 录数据，用坐标纸画出幅频特 性曲线，

17 2. 同相比例放大器研究 （1）直流同相比例放大 根据表格中对放大倍数的要求，选择合适的元件连
接好电路，完成要求的测试内容，计算并分析结果。 测试条件 输出电压 实测放大倍数 相对误差 +1.4V 4 – 1.0V +0.7V 11

18 （2）交流同相比例放大 测并记录输入输出波形，分析结果，填入表格中。
实现Uo（t）=2Ui（t），要求Ui（t）=2cos t（V）。 观 测并记录输入输出波形，分析结果，填入表格中。 输入电压（V） 输出电压（V） R F R1 波 形 图 Ui（t）=2cos t

19 3. 电压跟随器的研究 % cos2000 t 连接电路，完成表格的测试，分析结果。 输入Ui +1.4V -1.5V 输 出 理论值Uo
输 出 理论值Uo 实测值 %

20 六、思考题 1．实验发现，当RF较大以后，V0不再随RF的增加而增大，且输出交流波形限幅。试说明原因。
2．试分析比较反相放大器和同相放大器性能的异同。

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