电工电子综合实践实验报告
一、实验名称：算术运算电路
二、实验目的
1．进一步理解运算放大器的基本原理，熟悉运算放大器平衡的调整方法。
2．掌握由运算放大器组成的比例、加法运算等电路和的调试方法。
三、实验电路及测量原理
下图是LM741（或747）集成运放的外引线图，各引脚功能如下：
2--反相输入端3--同相输入端7--电源电压正端4--电源电压负端6--输出端1、5--调零端
集成运算放大器是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路，具有两个输入端和一个输出端，可对直流信号和交流信号进行放大。外接负反馈电路后，输出电压Vo与输入电压Vi的运算关系仅取决于外接反馈网络与输入的外接阻抗，而与运算放大器本身无关。
1．反相比例运算及倒相器
实验图2为反相比例运算电路。LM741按理想运放处理，其运算关系为
若RF=R1则为倒相器，即
图2反相运算电路图3反相加法运算电路
2．反相加法运算电路
实验图3为反相法器电路，其运算关系为
图4同相比例运算及跟随器
图5减法运算电路图6积分运算电路
图7微分电路
3．同相比例运算及跟随器
实验图4为同相比例运算电路。其运算关系为
若不接R1，或将RF短路，可实现同相跟随功能，即
减法运算电路实验图5为减法运算电路，其运算关系为
四、实验内容
1、准备工作
（1）检查器件好坏
根据集成运算放大器内部电路工作原理，可利用万用表电阻档检查各引脚之间电阻的方法，大致判断器件是否损坏和能否调零。
具体方法是测量1-4端引脚，5-4端引脚之间的电阻值应为1KΩ左右；7-6端引脚，4-6端引脚之间无短路现象。
（2）接通电源
由实验仪的直流电源区引出+12V、-12V直流电压，分别连接到实验板的12V端子上。注意在组装电路时先不要开启电源。
2、测试反相比例运算电路
（1）按图2组装电路，将输入端接地，进行闭环调零。调节1-5两端间的调零电位器，保证Ui=0时，U0=0。
（2）在输入端加入直流信号（从仪器的直流信号源区引出）按表1要求实验测量并纪录，验证运算关系。
3、测试反相加法运算电路
（1）按图3组装电路并调零。
（2）按表2要求实验测试并纪录，验证运算关系。
4、测试减法运算电路
（1）按图4组装电路并调零。
（2）按表3要求实验测试并纪录，验证运算关系。
5、测试积分运算电路（1）按图6组装电路。
（2）将输入端接地，用导线将电容C短路复零。用万用表或示波器观测输出电压，若输出电压不为零，应反复调节调零电位器，使积分器零漂最小。
（3）在输入端加入Uip-p=2v,f=500Hz直流发量为零（正负对称）的方波信号，用示波器观察电路的输入、输出波形，测量输出电压Uo的幅值、周期及与Ui的相位关系，并将其描绘下来。结果如图8
（4）在输入端加入Uip-p=0.5v,f=1KHz的正弦波，测量输出电压Uo的幅值及与Ui的相位
关系，将其描绘下来。结果如图
图8积分电路波形图
5、测试微分运算电路
（1）按图7组装电路。
（2）将输入端接地，用导线将电容C短路复零。用万用表或示波器观测输出电压，若输出电压不为零，应反复调节调零电位器，使积分器零漂最小。
（3）在输入端加入Uip-p=0.2v,f=1KHz直流发量为零（正负对称）的三角波信号，用示波器观察电路的输入、输出波形，测量输出电压Uo的幅值、周期及与Ui的相位关系，并将其描绘下来。结果如图9
（4）在输入端加入Uip-p=0.2v,f=1KHz的正弦波，测量输出电压Uo的幅值及与Ui的相位关系，将其描绘下来。结果如图10
（5）在输入端加入Uip-p=1v,f=500KHz的正弦波，测量输出电压Uo的幅值及与Ui的相位关系，将其描绘下来。结果如图10
（Vi：三角波，频率1KHz，幅度0.2V）
图9微分电路波形图
输入正弦波
（Vi：正弦波，频率1KHz，幅度0.2V）
图10微分电路波形图
（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）
图11微分电路波形图
