模拟电子技术集成运算放大器的基本应用（Ⅰ）——模拟运算电路实验报告内容包含：实验目的、实验仪器、实验原理，实验内容、实验环节、实验数据整顿与归纳（数据、图表、计算等）、实验成果分析、实验思考题、实验心得。【实验目的】1.研究由集成运算放大器构成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功效。2.理解运算放大器在实际应用时应考虑的某些问题。【实验仪器】1、±12V直流电源；2、函数信号发生器；3、交流毫伏表；4、直流电压表；5、集成运算放大器μA741×1片；6、电阻器、电容器若干。【实验原理】集成运算放大器是一种含有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件构成输入和负反馈电路时，能够灵活地实现多个特定的函数关系。在线性应用方面，可构成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。1、抱负运算放大器特性在大多数状况下，将运放视为抱负运放，就是将运放的各项技术指标抱负化。满足下列条件的运算放大器称为抱负运放：开环电压增益AVd=∞输入阻抗Ri=∞输出阻抗Ro=0带宽fBW=∞失调与漂移均为零等。抱负运放在线性应用时的两个重要特性;（1）输出电压与输入电压之间满足关系式：Uo=AVd（U+¿−U−¿¿¿）由于AVd=∞，而为有限值，因此，U+¿−U−¿¿¿≈0。即U+¿≈U−¿¿¿，称为“虚短”。（2）由于Ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IiB＝0，称为“虚断”。这阐明运放对其前级吸取电流极小。上述两个特性是分析抱负运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。2、基本运算电路(1)反相比例运算电路电路如图7-1所示。对于抱负运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：uo=-RfR1ui为了减小输入级偏置电流引发的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2＝R1//RF。(2)反相加法电路电路如图7-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为：uo=-（RfR1ui1+RfR2ui2）R3＝R1//R2//Rf图7-1反相比例运算电路图7-2反相加法运算电路(3)同相比例运算电路图7-3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为：uo=¿1+RfR1¿uiR2＝R1//Rf当R1→∞时，uo＝ui，即得到如图7-3(b)所示的电压跟随器。图中R2＝Rf，用以减小漂移和起保护作用。普通Rf取10KΩ，R太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。(a)同相比例运算电路(b)电压跟随器(4)差动放大电路（减法器）对于图7-4所示的减法运算电路，当R1＝R2，R3＝Rf时，有以下关系式：uo=RfR1（ui2−ui1）(5)积分运算电路反相积分电路如图7-5所示。在抱负化条件下，输出电压等于：uo（t）=-1R1C∫0tuidt+uc（o）图7-4减法运算电路图7-5积分运算电路式中，uc（o）是t＝0时刻电容C两端的电压值，即初始值。如果ui（t）是幅值为E的阶跃电压，并设uc（o）＝0，则：uo（t）=-1R1C∫0tEdt=-ER1Ct即输出电压uo（t）随时间增加而线性下降。显然RC的数值越大，达成给定的uo值所需的时间就越长。积分输出电压uo所能达成的最大值受集成运放最大输出范畴的限值。在进行积分运算之前，首先应对运放调零。为了便于调节，将图中K1闭合，即通过电阻R2的负反馈作用协助实现调零。但在完毕调零后，应将K1打开，以免因R2的接入造成积分误差。K2的设立首先为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压uc（o）＝0，另首先，可控制积分起始点，即在加入信号ui后，只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。【实验内容】实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。1.反相比例运算电路（1）按图7-1（a）连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短路，即进行调零和消振。（2）输入f＝100Hz，ui＝0.5V的正弦交流信号，测量对应的uo，并用示波器观察uo和ui的相位关系，记入表7-1中。表7-1ui/Vuo/Vui波形uo波形AV0.54.96实测值计算值误差9.9210-8%2.同相比例运算电路（1）按图7-3(a)连接实验电路。实验环节同实验内容1，输入f＝100Hz，ui＝0.5V的正弦交流信号，记入表7-2中（2）将图7-3(a)中的R1断开，得图7-3(b)电路，重复内容（1）。表7-2ui/Vuo/Vui波形uo波形AV0.55.49实测值计算值误...
