集成運算放大器的應用電路

7.1 實訓概要

   通過本章實訓學習，加深對集成運算放大器原理的理解，正確理解集成運算放大器工作的偏置條件；能夠熟練的對運算放大器進行零偏調整，以使其満足工程實際的要求。同時正確掌握運算放大器反相放大、同相放大、比例運算等運算電路的測試方法，為今后的實際工作打下良好的基礎。

7.1.1實訓總體要求

（1）通過實訓學習，深入理解運算放大器的偏置條件；掌握偏置電路的正確調整方法。

（2）加深理解運算放大器的虛地、虛短、虛斷等概念，掌握克服零偏現象的技術措施與調整方法；

（3）通過實訓學習，掌握運算放大器的比例放大電路、加減法運算電路及運算放在大器的非線性應用等基本電路。能夠實際調試運放電路，満足工程實際的要求。

7.1.2實訓重點

（1）       運算放大電路零偏的調整方法；

（2）       掌握運算比例運算、加減法運算及非線性應用基本電路的測量和調試方法；

（3）       掌握運放組成的正弦波發生器的特性及其在工程實際中的作用；

7.1.3實訓知識準備

（1）認真復習教材中關于運算放大器的有關知識；

（2）深刻理解運放的虛地、虛短的概念與運放的偏置條件及偏置條件對電路零偏的影響；

（3）掌握運算放大器的性能特點及輸出參數；

（4）掌握常用電工測量儀表的基本原理和正確使用方法。

7.1.4實訓考核標準

（1）能夠正確連接各運算電路，并能對電路零偏進行調整直至正常工作狀態，占40%；

（2）掌握各基本運放電路參數的測量方法，并測量驗證輸入輸出信號的函數關系 ，占40%；

（3）能夠對基本放大電路的常見故障進行分析，并能夠排除一些基本的故障，占20%。

7.2 實訓案例操作分析

7.2.1案例題目   集成運算放大器零偏的調整

7.2.2實訓目的 

1、  熟悉運算放大器uA741的各管腳引線功能；

2、  了解uA741運放的工作原理；

3、  初步掌握運算放大器電路的測試方法。

7.2.3實訓原理

集成運算放大器是一種線性集成電路，和其它半導體器件組成的電路一樣，使用中需要進行一系列調整流才能保證準確使用和正常工作。為了正確使用集成運放，零偏是其中最基本的調整之一。

本實驗采用的集成運放型號為μA741（或F007），引腳排列如圖7.0－1所示，它是八腳雙列直插式組件，②腳和③腳為反相和同相輸入端，⑥腳為輸出端，⑦腳和④腳為正、負電源端，①腳和⑤腳為失調調零端，①⑤腳之間可接入一只幾十KΩ的電位器并將滑動觸頭接到負電源端。 ⑧腳為空腳。

為提高運算精度，在運算前， 應首先對直流輸出電位進行調零，即保證輸入為零時，輸出也為零。當運放有外接調零端子時，可按組件要求接入調零電位器R_W，調零時，將輸入端接地，調零端接入電位器R_W，用直流電壓表測量輸出電壓U₀，細心調節R_W，使U₀為零（即失調電壓為零）。對于uA741運放可按圖7.0－2所示電路進行調零。

    如果一個運放如不能調零，大致有如下原因：① 組件正常，接線有錯誤。② 組件正常，但負反饋不夠強（R_F／R₁ 太大），為此可將R_F短路，觀察是否能調零。③ 組件正常，但由于它所允許的共模輸入電壓太低，可能出現自鎖現象，因而不能調零。為此可將電源斷開后，再重新接通，如能恢復正常，則屬于這種情況。④組件正常，但電路有自激現象，應進行消振。⑤組件內部損壞，應更換好的集成塊。

7.2.4實訓儀器和設備

表7.0-1       儀器儀表及元器件一覽表

7.2.5 實訓內容和步驟

1、  按圖7.0-2連接電路，并將信號源Us置零，使同相輸入端輸入電壓為零；

2、  用毫伏表測量運放的輸出電壓，觀察輸出電壓值是否為零；

3、  如果輸出電壓不為零，調整調零電位器RW直至輸出電壓為零。調整的過程中注意觀察輸出電壓極性，及時調整電位器的調整方向。

7.2.6實訓思考題

1、  若輸入端對地短路，輸出電壓V₀≠0，說明組件存在什么問題？如何解決？

2、  在調零時為什么要接成閉環？把Rf開路調零嗎？

3、  為什么防止電源極性接反引超器件損壞，可以在電路中采取什么措施？

7.2.7注意事項

(1)熟習所用儀器儀表的型號、規格、量程、使用方法；

(2)輸入端輸入電壓最大不得超過電源電壓；

(3) 在觀察輸出電壓U₀的過程中，毫伏表要從最大逐步調小，不要一步調的太大，直至調到最小擋位為止。

(4)實驗時，要嚴格遵守實驗規程。正負電源千萬不能接反。

7.2.8實訓報告要求

(1)實訓名稱：運算放大器零偏調整

(2)實訓目的：請參閱7.2.2

(3)實訓原理：簡單說明原理，并附上實驗電路圖或實驗原理圖。

(4)實訓儀器、儀表、設備：列表寫明儀器儀表的名稱、型號、規格、數量和備注，請參閱儀器儀表及元器件一覽表。

（5）實訓內容和步驟：

（6）思考題：  通過實訓全過程，結合教材，進行回答。

（7）注意事項：