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集成运算放大器的基本应用,波形发生器

实验报告

集成运算放大器实验报告

集成运算放大器实验报告

2.4.1比例、加减运算电路设计与实验

由运放构成的比例、求和电路，实际是利用运放在线性应用时

具有“虚短”、“虚断”的特点，通过调节电路的负反馈深度，实

现特定的电路功能。

一、实验目的

1．掌握常用集成运放组成的比例放大电路的基本设计方法；

2．掌握各种求和电路的设计方法；

3．熟悉比例放大电路、求和电路的调试及测量方法。二、实验

仪器及备用元器件（1）实验仪器

（2）实验备用器件

三、电路原理

集成运算放大器，配备很小的几个外接电阻，可以构成各种比

例运算电路和求和电路。

图2.4.3（a）示出了典型的反相比例运算电路。依据负反馈理

论和理想运放的“虚短”、“虚断”的概念，不难求出输出输入电

压之间的关系为?o?A??i??

RfR1

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i2.4.1

式中的“-”号说明电路具有倒相的功能，即输出输入的相位相

反。当Rf?R1时，?oi，电路成为反相器。合理选择Rf、R1的

比值，可以获得不同比例的放大功能。反相比例运算电路的共模

输入电压很小，带负载能力很强，不足之处是它的输入电阻为

Ri?R1，其值不够高。为了保证电路的运算精度，除了设计时要选

择高精度运放外，还要选择稳定性好的电阻器，而且电阻的取值

既不能太大、也不能太小，一般在几十千欧到几百千欧。为了使

电路的结构对称，运放的反相等效输入电阻应等于同相等效输入

电阻，（a）中，应为RP?R1//Rf，R??R?,图2.4.3电阻称之为平衡

电阻。

(a)反相比例运算电路(b)同相比例运算电路

图2.4.3典型的比例运算电路

图2.4.3（b）示出了典型的同相比例运算电路。其输出输入电

压之间的关系为?o?A??i?(1?

RfR1

)?i2.4.2

由该式知，当Rf?0时，?o??i，电路构成了同相电压跟随器。同

相比例运算电路的最大特点是输入电阻很大、输出电阻很小，常

被作为系统电路的缓冲级或隔离级。同样，为了保证电路的运算

精度，要选择高精度运放和稳定性好的电阻器，而且电阻的取值

一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称，同样应满

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足RP?R1//Rf。

图2.4.4（a）为典型的反相求和电路，利用叠加原理和线性运

放电路“虚短”、“虚断”的概念可以求得

o(

RfR1

i1

RfR2

i2)2.4.3

当满足R1?R2?R时，输出电压为?o??

RfR

(?i1??i2)2.4.4

实现比例求和功能。当满足Rf?R1?R2时，，输出电压为

o(i1i2)2.4.5

实现了两个信号的相加运算。电路同样要求RP?R1//R2//Rf。该

电路的性能特点与反相运算电路相同。

(a)反相求和运算电路(b)同相求和运算电路

图2.4.4典型的求和运算电路

同理，对于图2.4.4（b）所示的同相求和电路，当电路满足

R1//R2?R//Rf的条件下，可以得到输出电压为

o

RfR1