集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用電路

7.1 實(shí)訓(xùn)概要

   通過(guò)本章實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，加深對(duì)集成運(yùn)算放大器原理的理解，正確理解集成運(yùn)算放大器工作的偏置條件；能夠熟練的對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行零偏調(diào)整，以使其満足工程實(shí)際的要求。同時(shí)正確掌握運(yùn)算放大器反相放大、同相放大、比例運(yùn)算等運(yùn)算電路的測(cè)試方法，為今后的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。

7.1.1實(shí)訓(xùn)總體要求

（1）通過(guò)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，深入理解運(yùn)算放大器的偏置條件；掌握偏置電路的正確調(diào)整方法。

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

（3）通過(guò)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，掌握運(yùn)算放大器的比例放大電路、加減法運(yùn)算電路及運(yùn)算放在大器的非線(xiàn)性應(yīng)用等基本電路。能夠?qū)嶋H調(diào)試運(yùn)放電路，満足工程實(shí)際的要求。

7.1.2實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)

（1）       運(yùn)算放大電路零偏的調(diào)整方法；

（2）       掌握運(yùn)算比例運(yùn)算、加減法運(yùn)算及非線(xiàn)性應(yīng)用基本電路的測(cè)量和調(diào)試方法；

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

7.1.3實(shí)訓(xùn)知識(shí)準(zhǔn)備

（1）認(rèn)真復(fù)習(xí)教材中關(guān)于運(yùn)算放大器的有關(guān)知識(shí)；

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

（3）掌握運(yùn)算放大器的性能特點(diǎn)及輸出參數(shù)；

（4）掌握常用電工測(cè)量?jī)x表的基本原理和正確使用方法。

7.1.4實(shí)訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)

（1）能夠正確連接各運(yùn)算電路，并能對(duì)電路零偏進(jìn)行調(diào)整直至正常工作狀態(tài)，占40%；

（2）掌握各基本運(yùn)放電路參數(shù)的測(cè)量方法，并測(cè)量驗(yàn)證輸入輸出信號(hào)的函數(shù)關(guān)系 ，占40%；

（3）能夠?qū)痉糯箅娐返某Ｒ?jiàn)故障進(jìn)行分析，并能夠排除一些基本的故障，占20%。

7.2 實(shí)訓(xùn)案例操作分析

7.2.1案例題目   集成運(yùn)算放大器零偏的調(diào)整

7.2.2實(shí)訓(xùn)目的 

1、  熟悉運(yùn)算放大器uA741的各管腳引線(xiàn)功能；

2、  了解uA741運(yùn)放的工作原理；

3、  初步掌握運(yùn)算放大器電路的測(cè)試方法。

7.2.3實(shí)訓(xùn)原理

集成運(yùn)算放大器是一種線(xiàn)性集成電路，和其它半導(dǎo)體器件組成的電路一樣，使用中需要進(jìn)行一系列調(diào)整流才能保證準(zhǔn)確使用和正常工作。為了正確使用集成運(yùn)放，零偏是其中最基本的調(diào)整之一。

本實(shí)驗(yàn)采用的集成運(yùn)放型號(hào)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(fù)電源端，①腳和⑤腳為失調(diào)調(diào)零端，①⑤腳之間可接入一只幾十KΩ的電位器并將滑動(dòng)觸頭接到負(fù)電源端。 ⑧腳為空腳。

為提高運(yùn)算精度，在運(yùn)算前， 應(yīng)首先對(duì)直流輸出電位進(jìn)行調(diào)零，即保證輸入為零時(shí)，輸出也為零。當(dāng)運(yùn)放有外接調(diào)零端子時(shí)，可按組件要求接入調(diào)零電位器R_W，調(diào)零時(shí)，將輸入端接地，調(diào)零端接入電位器R_W，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓U₀，細(xì)心調(diào)節(jié)R_W，使U₀為零（即失調(diào)電壓為零）。對(duì)于uA741運(yùn)放可按圖7.0－2所示電路進(jìn)行調(diào)零。

    如果一個(gè)運(yùn)放如不能調(diào)零，大致有如下原因：① 組件正常，接線(xiàn)有錯(cuò)誤。② 組件正常，但負(fù)反饋不夠強(qiáng)（R_F／R₁ 太大），為此可將R_F短路，觀察是否能調(diào)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(xiàn)自鎖現(xiàn)象，因而不能調(diào)零。為此可將電源斷開(kāi)后，再重新接通，如能恢復(fù)正常，則屬于這種情況。④組件正常，但電路有自激現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行消振。⑤組件內(nèi)部損壞，應(yīng)更換好的集成塊。

7.2.4實(shí)訓(xùn)儀器和設(shè)備

表7.0-1       儀器儀表及元器件一覽表

7.2.5 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟

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

2、  用毫伏表測(cè)量運(yùn)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(diào)整調(diào)零電位器RW直至輸出電壓為零。調(diào)整的過(guò)程中注意觀察輸出電壓極性，及時(shí)調(diào)整電位器的調(diào)整方向。

7.2.6實(shí)訓(xùn)思考題

1、  若輸入端對(duì)地短路，輸出電壓V₀≠0，說(shuō)明組件存在什么問(wèn)題？如何解決？

2、  在調(diào)零時(shí)為什么要接成閉環(huán)？把Rf開(kāi)路調(diào)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(xiàng)

(1)熟習(xí)所用儀器儀表的型號(hào)、規(guī)格、量程、使用方法；

(2)輸入端輸入電壓最大不得超過(guò)電源電壓；

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

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)程。正負(fù)電源千萬(wàn)不能接反。

7.2.8實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求

(1)實(shí)訓(xùn)名稱(chēng)：運(yùn)算放大器零偏調(diào)整

(2)實(shí)訓(xùn)目的：請(qǐng)參閱7.2.2

(3)實(shí)訓(xùn)原理：簡(jiǎn)單說(shuō)明原理，并附上實(shí)驗(yàn)電路圖或?qū)嶒?yàn)原理圖。

(4)實(shí)訓(xùn)儀器、儀表、設(shè)備：列表寫(xiě)明儀器儀表的名稱(chēng)、型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量和備注，請(qǐng)參閱儀器儀表及元器件一覽表。

（5）實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟：

（6）思考題：  通過(guò)實(shí)訓(xùn)全過(guò)程，結(jié)合教材，進(jìn)行回答。

（7）注意事項(xiàng)：