1、1,1.基本運(yùn)算電路原理: 反相比例器: uo=-(Rf/R1)*ui (負(fù)號(hào)說(shuō)明 uo與ui 反相) 反相比例加法器：uo=(Rf/R1)*ui1(Rf/R2)*ui2 反相比例減法器：uo=-(Rf/R1)*(ui1-ui2) (當(dāng)R1=R2時(shí))! 積分電路： uo=- 1/(R1*C) 0tuidt 當(dāng)與T/2 相當(dāng),初值=0 : uo- ui*t/(R1*C) .同相放大器： uo= 1+(Rf/R1) *ui *差動(dòng)放大器: uo = - (Rf/R1) *ui1+1+(Rf/R1) *R3/ (R2+R3)ui2 微分電路： uo=-RF*C*dui/dt 當(dāng)fi1/2 RSC時(shí):

2、 uo=- RF*C*ui/t 文氏電橋振蕩器：振蕩頻率fo=1/2RC。,運(yùn)放 標(biāo)準(zhǔn)符號(hào):,運(yùn)放 常用符號(hào):,運(yùn)放實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),2,7:正電源;4:負(fù)電源; 2:反相輸入端;3:同相輸入端; 6:輸出端; 1與5腳補(bǔ)償調(diào)零端。,2. 典型單運(yùn)放UA741的介紹:,1)運(yùn)放UA741引腳排列:,8 7 6 5 UA741 1 2 3 4,2)圖-1UA741的內(nèi)部電路,0.恒流源偏置電路 ： 恒流源:R39k.Q11.Q12. 輸入級(jí):(Q8.Q9). 中間放大級(jí):(Q12.Q13) . 輸出級(jí): Q16. 還可消除交越失真。,1.差動(dòng)輸入級(jí) ：Q1.Q3，Q2.Q4差動(dòng)輸入。Q5-Q7恒流源主動(dòng)

3、負(fù)載，具有高輸入電阻及共模抑制比。,2.中間放大級(jí)： Q15.Q19放大電路, Q16.Q13恒流主動(dòng)負(fù)載. C30p補(bǔ)償，穩(wěn)定信號(hào)。,3.輸出級(jí) ： Q14.Q20采用互補(bǔ)推挽輸出， Q17過(guò)載保護(hù), Q16又作Vbe倍增器消除交越失真。,4.運(yùn)放調(diào)零：在1.5腳接電位器,消除失調(diào)誤差.,3,3. 基本運(yùn)算電路,+12 v,-12v,ui,uo,Rf=100k,R1 10 k,R 9.1 k,圖-2 反相比例運(yùn)算電路,6,按圖-2 電路接線(xiàn)，從信號(hào)發(fā)生器輸入f =1 khz的正弦波. 改變ui的大小，用示波器的ch1與ch2測(cè)量ui與uo的電壓大小及波形并記錄在表-1中.,信 號(hào) 源,ch1

4、,ch2,3.1 反相比例運(yùn)算電路,uo= (Rf/R1)*ui,輸入電阻：RiR1 輸出電阻：Ro0,- UA741 + ,0,u,t,ui,uo,4,3.2. 積分電路,運(yùn)放反相積分公式： uo=- 1/(R1*C)0tuidt 當(dāng) t T/2 ，且初值=零時(shí) uo ui*t/(R1*C) 反相積分電路:在反向比例電路的輸入/輸出間(電阻Rf )并聯(lián) 0.01uf的電容 . 輸入方波 ui (1khz, 1upp), 用觀(guān)測(cè)積分電路輸入信號(hào) ui 與輸出信號(hào)uo 電壓及波形相位。 注意采用直流耦合方式！,+12 v,-12v,ui,uo,Rf=100k,R1 10 k,R 9.1 k,圖-

5、3 積分電路,6,信 號(hào) 源,ch1,ch2,- UA741 + ,5,接地,-15V,+15V,輸入信號(hào),輸出信號(hào),8 7 6 5 UA741 1 2 3 4,Rf,R1,Rp,圖-4 運(yùn)放的比例運(yùn)算面包板電路,反相積分電路是在反相比例電路的電阻RF上并聯(lián)電容C.,6,3.3 反相加法運(yùn)算與反相減法運(yùn)算,反相加法按圖-4a接線(xiàn)，反相減法運(yùn)算按圖-4b接線(xiàn)。從信號(hào)發(fā)生器。分別輸入 1khz的不同電壓uipp 的正弦波，用示波器觀(guān)察 ui 與 uo 的相位關(guān)系并測(cè)出 uopp記錄于表- 3 中。,7,+12 v,-12v,uo,ui,R1=10 k,Rf=100 k,R 5.1 k,R2=10

6、k,100,100,ui2,ui1,圖-4a 反相比例加法電路,R=Rf/R1/R2,.反相比例加法器：,- AN741 + ,uo=(Rf/R1)*ui1(Rf/R2)*ui2,8,+12 v,-12v,uo,ui,R1=10 k,Rf=100 k,R 100 k,R2=10 k,100,100,ui2,ui1,圖-4a 反相比例減法電路,- AN741 + ,.反相比例減法器 uo=(Rf/R1)*ui1 (Rf/R2)*ui2,R=Rf,9,+12v,-12v,uo,R1=10k,Rf=100k,Rp=9.1k,ui,圖-5 同相放大電路,u0= 1+(Rf/R1) *ui,Auf=1+

7、(Rf/R1) R=Rf/R1,輸入電阻：Rirce 100M 輸出電阻：Ro0,.同相放大器,- AN741 + ,10,+12v,-12v,uo,R1=10k,Rf=100k,圖-6 差動(dòng)放大電路,u0=-( Rf/R1) *ui11+(Rf/R1) *R3/ ( R2+R3)ui2,ui2,ui1,R2=20k,R3=100k,.差動(dòng)放大器 (當(dāng) R1與R2不對(duì)應(yīng)相等時(shí)),- AN741 + ,11,.微分運(yùn)算電路,微分電路如右圖: 微分時(shí)間常數(shù):t = RF *C。 Rs限制高頻增益，fi1/2 RSC uo=- RF*C*ui/t 輸入三角波信號(hào)ui (f = 1000hz， uip

8、p=5V)。用示波器測(cè)量微分電路輸入信號(hào)ui與輸出信號(hào)u0的電壓及波形相位。將實(shí)驗(yàn)測(cè)量的波形與電壓及其計(jì)算值記錄表-4中.,uo=-RF*C*dui/dt,12,.文氏電橋振蕩器：振蕩頻率fo=1/2RC； 正反饋電路：RC串并選頻網(wǎng)絡(luò)決定RC振蕩器的振蕩頻率fo。 負(fù)反饋電路：Ra和Rb決定起振條件，調(diào)節(jié)波形與穩(wěn)幅控制。,Rb并聯(lián)二極管：正向非線(xiàn)性電阻 起振時(shí)：電阻大負(fù)反饋小； 振蕩幅值大時(shí)：電阻小負(fù)反饋大，整形限幅。,13,4.1 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求： 1) 任務(wù)：設(shè)計(jì)運(yùn)放解二元一次方程組的運(yùn)算電路. 2) 要求：運(yùn)用加法運(yùn)算、減法運(yùn)算和比例運(yùn)算。,4.2. 設(shè)計(jì)思路1： 通過(guò)運(yùn)算電路輸入

9、滿(mǎn)足兩方程的常量； 調(diào)輸入變量xi,使通過(guò)y.x兩方程輸出xo與其相等。解為相應(yīng)的xi、yo。,Y,x,y=4+2x,x22y,0,Y 2X 4 X 22Y,Y 2X 4,X 22Y,xi,xo,V=0,GND,U常量,比較器,Xi 變量,4.運(yùn)放的線(xiàn)性應(yīng)用,yo,14,4.4解題思路1,3,2,6,7,4,1,5,U3,比較,UA741,+15v,-15v,R7,40k,R8,20k,R9,40k,R10,20k,AC Volts,+0.01,UY1-UY2,Volts,0.00,Volts,-1.09,AC Volts,+1.13,UY,運(yùn)算方程：,Y=2X+4,，,X=2-2Y,y=2x

10、+4,x=2-2y,uxi-uxo=,y=(40/20)x-(-2)(40/20),x=-(-2)(40/40)-(40/20)y,(40/20)xi-(40/20)xo=0?,15,1. 給定條件及具體要求： 解二元一次方程組：,Y,x,y1=4+2x,y210.5x,解題思路 2,y1 2 x 4 y2 10.5x,y1 2X 4,y2 10.5x,xi,yo,GND,U常量,Xi 變量,比較器,通過(guò)運(yùn)算電路輸入滿(mǎn)足兩方程的常量； 調(diào)輸入變量xi,使運(yùn)算y1y2兩方程輸出相等。解為相應(yīng)的xi、yo。,V=0,16,4.3解題思路電路 2,3,2,6,7,4,1,5,U3,UA741,+15v,-15v,R7,40k,R8,20k,R9,40k,R10,20k,AC Volts,+0.03,UY1-UY2,Volts,-0.94,Volts,+1.25,y1=(40/20)x-(40/20)(-2),y