集成运算放大电路的应用设计-课件

集成运算放大电路的应用设计实验目的实验目的加深加深加深加深对对集成运算放大器的工作原理和基本特性的集成运算放大器的工作原理和基本特性的集成运算放大器的工作原理和基本特性的集成运算放大器的工作原理和基本特性的理解。理解。理解。理解。熟悉集成运算放大器在模熟悉集成运算放大器在模熟悉集成运算放大器在模熟悉集成运算放大器在模拟拟运算方面的运算方面的运算方面的运算方面的应应用。用。用。用。掌握集成运算掌握集成运算掌握集成运算掌握集成运算电电路的路的路的路的设计设计方法和方法和方法和方法和调试调试技巧，学技巧，学技巧，学技巧，学习习电电路故障的排除方法。路故障的排除方法。路故障的排除方法。路故障的排除方法。设设计计任任务务11 1设计题设计题一一一一 用集成运算放大器用集成运算放大器用集成运算放大器用集成运算放大器设计设计一一一一电电路路路路,实现实现v vo o=3=3v vi1i1-2-2v vi2i2（v vi1i1、2 2v vi2i2是交流信号）的运算功能。是交流信号）的运算功能。是交流信号）的运算功能。是交流信号）的运算功能。指指指指标标要求要求要求要求:R Rif100kif100k。设设计计任任务务22 2设设计计题题二二二二：用用用用集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器设设计计一一一一交交交交流流流流放放放放大大大大电电路路路路。在在在在负负载载R RL L=2 2k k的的的的条条条条件件件件下下下下，满满足足足足以以以以下下下下指指指指标标要要要要求求求求：（1 1）A Av v=1 10 00 00 0；（2 2）输输入入入入电电阻阻阻阻R Ri i 2 20 0KK；（3 3）工工工工作作作作频频率率率率5 50 0HHz z1 10 0k kHHz z。电路方案设计电路方案设计1 1、阅读阅读LM324LM324或或或或741741的技的技的技的技术资术资料，熟悉其基料，熟悉其基料，熟悉其基料，熟悉其基本本本本应应用用用用电电路；路；路；路；2 2、确定使用多少、确定使用多少、确定使用多少、确定使用多少级级放大放大放大放大电电路及其放大路及其放大路及其放大路及其放大类类型，型，型，型，绘绘制原理框制原理框制原理框制原理框图图。3 3、单单元元元元电电路路路路设计设计，参数，参数，参数，参数计计算和元件算和元件算和元件算和元件选择选择。先。先。先。先设计设计直流部分（包括偏置直流部分（包括偏置直流部分（包括偏置直流部分（包括偏置电电路的路的路的路的设计设计），再），再），再），再设计设计交流部分（包括交流部分（包括交流部分（包括交流部分（包括输输入入入入电电阻和反阻和反阻和反阻和反馈馈支路的支路的支路的支路的设计设计等）。等）。等）。等）。实实验验指指南南设设计计题题一一提提示示（1 1）由由由由于于于于输输入入入入信信信信号号号号是是是是交交交交流流流流信信信信号号号号，所所所所以以以以给给运运运运放放放放集集集集成成成成电电路路路路的的的的供供供供电电方方方方式式式式采采采采用用用用单单、双双双双电电源源源源供供供供电电均均均均可可可可。当当当当采采采采用用用用单单电电源源源源供供供供电电时时，输输入入入入、输输出出出出端端端端都都都都必必必必须须加加加加隔隔隔隔直直直直电电容容容容，并并并并注注注注意意意意直直直直流流流流偏偏偏偏置置置置电电路路路路的的的的设设计计；当当当当采采采采用用用用双双双双电电源源源源供供供供电电时时，同同同同相相相相输输入入入入端端端端必必必必须须接接接接阻阻阻阻值值合合合合适适适适的的的的电电阻阻阻阻到到到到地地地地，以以以以获获得得得得运运运运放放放放同同同同相相相相输输入入入入端端端端和和和和反反反反相相相相输输入入入入端端端端静静静静态态平平平平衡衡衡衡。单电源供电模式单电源供电模式双电源供电模式双电源供电模式大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点设设计计题题一一提提示示（2 2）电电路路路路形形形形式式式式可可可可采采采采用用用用单单运运运运放放放放的的的的差差差差动动输输入入入入减减减减法法法法电电路路路路或或或或双双双双运运运运放放放放的的的的反反反反相相相相求求求求和和和和电电路路路路。（3 3）v vi i1 1和和和和v vi i2 2是是是是同同同同频频同同同同相相相相的的的的两两两两个个个个输输入入入入信信信信号号号号，可可可可由由由由分分分分压压电电路路路路获获得得得得。例例例例如如如如：分压电路分压电路设设计计任任务务11 1设计题设计题一一一一 用集成运算放大器用集成运算放大器用集成运算放大器用集成运算放大器设计设计一一一一电电路路路路,实现实现v vo o=3=3v vi1i1-2-2v vi2i2（v vi1i1、2 2v vi2i2是交流信号）的运算功能。是交流信号）的运算功能。是交流信号）的运算功能。是交流信号）的运算功能。指指指指标标要求要求要求要求:R Rif100kif100k。741的内部管脚图管脚排布1 空载2 反相输入端3 同相输入端4 -15V5 空载6 输出7 +15V 不要接不要接反！反！8 空载连接：先用连线引出至接线孔，再插电阻。连接：先用连线引出至接线孔，再插电阻。输入信号输入信号u ui i的获得的获得：交流信号从函数信号发生器获得，注意函数信号发生器交流信号从函数信号发生器获得，注意函数信号发生器输出的是峰峰值，为有效值的输出的是峰峰值，为有效值的2.8282.828倍，为幅值的倍，为幅值的2 2倍。倍。直流信号分别从实验箱左下部的两个可调的直流信号源直流信号分别从实验箱左下部的两个可调的直流信号源获得。注意调节信号大小时要接上运放并反复调节至两获得。注意调节信号大小时要接上运放并反复调节至两个信号均为要求的值，再测输出信号。个信号均为要求的值，再测输出信号。uA741 在没有元器件的位置插电阻在没有元器件的位置插电阻接接15V直流电源直流电源IC座座直流信直流信号源号源 电阻的测量电阻的测量测量电阻时测量电阻时,可用万用表的欧姆档可用万用表的欧姆档 进行测量进行测量 将万用表的两指针接在电阻两端将万用表的两指针接在电阻两端,直接读取示数直接读取示数.若示数为若示数为00.00,00.00,并不断跳到并不断跳到,即电阻阻值超过量即电阻阻值超过量程程,应选用更大量程测量应选用更大量程测量设设计计题题二二提提示示（1 1）该题对该题对放大倍数的要求放大倍数的要求放大倍数的要求放大倍数的要求较较高，由于反相高，由于反相高，由于反相高，由于反相输输入入入入放大放大放大放大电电路的放大倍数一般在路的放大倍数一般在路的放大倍数一般在路的放大倍数一般在0.10.1100100之之之之间间，同相，同相，同相，同相输输入放大入放大入放大入放大电电路在路在路在路在1 1100100之之之之间间，为为了达到放大倍数的要了达到放大倍数的要了达到放大倍数的要了达到放大倍数的要求，求，求，求，该电该电路至少由两路至少由两路至少由两路至少由两级级放大放大放大放大电电路路路路组组成。成。成。成。（2 2）在）在）在）在选择选择集成运算放大器集成运算放大器集成运算放大器集成运算放大器时时，第一，第一，第一，第一级级是小信号是小信号是小信号是小信号放大，考放大，考放大，考放大，考虑满虑满足其足其足其足其频带宽频带宽度即可，第二度即可，第二度即可，第二度即可，第二级输级输入信号入信号入信号入信号幅度幅度幅度幅度较较大，除考大，除考大，除考大，除考虑虑其其其其频带宽频带宽度外，度外，度外，度外，还还要考要考要考要考虑虑其其其其转换转换速率。速率。速率。速率。用信号发生器用信号发生器产生产生1000HZ,1000HZ,的的正弦信号正弦信号函数发生器的使用函数发生器的使用用信号发生器用信号发生器产生产生2V2V的正弦的正弦信号信号正弦正弦信号信号输出输出信号信号实验内容实验内容1.运放在静态情况下，测出运放在静态情况下，测出LM324 VO、V+、V-的直流电压。的直流电压。令令Vi1=Vi2=0,即无交流输入即无交流输入V-VOV+或3.反相加法运算电路反相加法运算电路设计要求 u uo o=-(2=-(2u ui1i1+5+5u ui2)反馈电阻Rf为100千欧其输入输出关系为其输入输出关系为:uo=(ui1Rf/R1+ui2Rf/R2)ui 画出相应电路图画出相应电路图,标注元件参数标注元件参数输入输入ui测量测量uo 完成测量内容完成测量内容 表表-2100k反相加法运算电路测量内容反相加法运算电路测量内容：表表-2uo=-(2ui1+5ui2)2.2.验证运算关系：验证运算关系：验证运算关系：验证运算关系：(V(Vo o=3V=3Vi1i1-2V-2Vi2i2）两输入信号对调两输入信号对调、研究变化关系、研究变化关系、研究变化关系、研究变化关系 把减法电路变成比例放大电路，（把其中一个输入端接地）。把减法电路变成比例放大电路，（把其中一个输入端接地）。把减法电路变成比例放大电路，（把其中一个输入端接地）。把减法电路变成比例放大电路，（把其中一个输入端接地）。输入端接地输入端接地输入端接地输入端接地