Transcript 集成运算放大器单元应用电路

实验五 集成运算放大器单元应用电路
一. 实验目的
1．掌握集成运算放大器的正确使用方法；
2. 掌握常用单元电路的设计和调试；
3. 掌握由单元电路组成简单电子系统的方法及调
试技术。
二. 设计要求
根据理论课内容，用集成运放μA741完成下
列单元电路的设计：
1. 反相比例运算放大电路：设计放大倍数为10的反
相比例运算电路。
2. 同相比例运算放大电路：设计放大倍数为10的同
相比例运算电路。
3. 差动比例运算放大电路：设计放大倍数为10的差
动比例运算电路。
4. 积分电路：设计积分时间常数为1 ms的反相积分
电路，输入频率为1kHz，幅度为2V的方波。此时，
一定要注意，输入波形的微小的不对称会造成输
出很大 的漂移，甚至达到饱和，请想办法解决这
一问题。
5. 滞回比较器：设计一滞回比较器，回差电压
约为3V。用两只5.1V稳压管串联对接来稳定输出
电压。
三. 预习要求
1. 在掌握集成运放应用电路分析的方法基础
之上，完成设计任务。
2．阅读实验指导书中4.5节的内容,了解uA741
管脚分配。
3．阅读实验指导书中2.6节的内容，清楚如何
给出±15V电源。
uA741
四．实验内容
(1) 搭接好自行设计的电路，将电源调至输出
±15V电压，在µA741的7脚接上正电源，4脚接负
电源，切记不要反接。
(2) 测量直流放大倍数，直流输入信号可用信
号源得到，具体方法请参阅2.3节。
(3) 测量交流放大倍数，输入信号为1kHz的正
弦波， Uipp=10mV。用示波器观测输出、输入波形,
在输出不失真的条件下，测量放大倍数，并观测
其相位关系。
(4) 测量输出动态范围
增大输入信号Ui的幅度，直到输出出现失真，再
减小 Ui到输出Uo刚好不失真，测量此时输出的峰
-峰值，即输出动态范围。
2．同相比例运算电路
做与反相比例运算电路相同测试。
3．差动比例运算电路
两路输入信号可用图6.5.1所示方法得到，两
者之差可通过调整R1、R2的阻值来改变。本项要
求测试直流 和交流放大倍数。
4．积分电路
原理图如图6.2.4所示，在ui端加入频率为
1kHz、幅度为2V的方波，用示波器观察输出波形
（注意一定使用示波器的直流耦合方（DC）），
你会发现uo会向上或向下漂移至输出的最大值。
一方面，ui不完全对称，即ui中有微小直流分量，
而该积分电路对直流量的不断累加，势必导致输
出达到饱和；另一方面，即使输入波形完全对称，
由于运放失调电运放失调电压的存在，也会导致
这一结果。解决该问题的方法是在积分电容C上并
联一电阻来旁路直流量，但电阻的取值应考虑对
交流量的积分效果影响尽量小。请自行选择电阻
观察。
5.滞回比较器
搭好电路，接上电源。在比较器的输入端加
入频率为1kHz的三角波，注意三角波的幅度应大
于你所设计的阈值，例如，你所设计的比较器的
两个阈值分别为Uth1=-Uth2=1.5V，则三角波的峰值
应大于1.5V。此时输出应为方波，在示波器上测
出相应的阈值并计算回差电压，与理论值比较。
增加输入信号的频率至10kHz,随着示波器扫描时
间单位的缩小，此时在示波器上比较明显的观察
方波的上升时间tr和下降时间tf，测出tr和tf。
五. 思考题
1．在反相比例运算电路中，如输入直流信号
UI=100mV,而此时测量输出电压却接近负电源电压
-15V，你认 为问题出在哪里？
2．在积分电路中在电容上并一个电阻的目的是
什么？说明电阻阻值太大或太小各会带来什么问
题？
3．滞回比较器与一般电平比较器相比有何优
点？
4．滞回比较输出电压的上升时间tr和下降时
间tf与什因素有关？