基礎電子線路實驗（四）集成運放基本應用——比例運算電路2023/2/51一、實驗目的了解運算放大器的特點及使用方法理解虛短、虛斷的概念掌握用集成運放構成運算電路的方法2023/2/52集成運放應用二、實驗儀器模擬實驗箱數(shù)字萬用表2023/2/53集成運放應用三、實驗原理1、理想運放的特性Vi1Vi2Vo(1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)無窮大，即Avo=∞(2)輸入阻抗無窮大，即Ri=∞(3)輸出阻抗為0，即Ro=02023/2/54集成運放應用Vi1Vi2Vo2、虛短、虛斷的概念(1)虛短由于Avo=∞Vo又Avo=Vi2—Vi1而Vo為有限值，則Vi2—Vi1=0Vi2=Vi1(2)虛斷由于Ri=∞而Vi為有限值，則Id=0看起來好象運放將Vi1、Vi2短路，故稱虛短。看起來又好象是Vi1、Vi2在運放處斷開了，故稱虛斷。Vi即Ri=Id=∞注：Id為運放輸入端電流。2023/2/55集成運放應用3、運放的兩個工作區(qū)Vi1Vi2Vo在線性工作區(qū)內(nèi)，運放滿足虛短和虛斷。（1）線性工作區(qū)在非線性工作區(qū)內(nèi)，運放不滿足虛短和虛斷。（1）非線性工作區(qū)（飽和區(qū)）當Vi2>Vi1時，Vo=Vmax當Vi2<Vi1時，Vo=Vmax

注：Vmax為運放的飽和輸出電壓2023/2/56集成運放應用4、反相比例運算電路電路圖公式推導V1=V2=0Vi—V1R1=V1—VoRf=10ViVo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2ViVo=RfR1Vi2023/2/57集成運放應用5、同相比例運算電路電路圖Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2Vi公式推導V1=V2ViR2+R3=V2R3V2=R3ViR2+R3V1=R1VoR1+RfVoR1+Rf=R1V12023/2/58集成運放應用5、同相比例運算電路電路圖Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2ViR3ViR2+R3R1VoR1+Rf=又R3=Rf，R1=R2，則=10ViVo=R3R1Vi公式推導2023/2/59集成運放應用6、加法電路電路圖公式推導Vo10kR2R110kR35kRL5.1kRf100kV1V2Vi1Vi2V1=V2=0Vi1R1V1Vi2R2V1+=V1RfVoVo=RfR1(Vi1+RfR2Vi2)因R1=R2，則RfVo=（Vi1+Vi2)R1=10(Vi1+Vi2)2023/2/510集成運放應用7、減法電路電路圖公式推導Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2Vi2Vi1又V1=V2，則有Vi1R1V1V1RfVo=Vi1Rf+VoR1V1=R1+RfVi2R2V2V2R3=R3Vi2V2=R2+R32023/2/511集成運放應用7、減法電路電路圖Vo10kR1R210kR3100kRL5.1kRf100kV1V2Vi2Vi1而R1=R2，Rf=R3，則有Vi1Rf+VoR1R1+RfR3Vi2=R2+R3Vi1Rf+VoR1=R3Vi2Vo=R3R1Vi2RfR1Vi1=10(Vi2Vi1)公式推導2023/2/512集成運放應用四、實驗內(nèi)容反相比例運算電路同相比例運算電路加法電路減法電路2023/2/513集成運放應用五、注意事項特別注意+12V電源不能接反輸入要用直流信號源，而不是直流穩(wěn)壓源測量電壓一律用萬用表直流電壓檔記錄結果時要注意記錄電壓的正負2023/2/514集成運放應用2023/2/5