实验目的和要求：
① 了解运放调零和相位补偿的基本概念。
② 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
③ 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。
实验原理：
预习思考：
1、 设计一个反相比例放大器，要求：|A V|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上； 电路图如P20页5-1所示，电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ
2、 设计一个同相比例放大器，要求：|A V|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；
R F R L
Vo
电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ 3、 设计一个电路满足运算关系 VO= -2Vi1 + 3Vi2
减法运算电路：11
2321311111
3
23
2)()()(i f i f i f i i O V R R V R R R R R R V R R R V R R R V V -++=++-+=
3)
()(32131=++R R R R R R f ，
0,22211
==⇒=R R R R R f f
取Ω=Ω=Ω=Ω=K R K R K R K R f 100,0,20,10321
实验电路如
实验内容：
1、反相输入比例运算电路
（I ） 按图连接电路，其中电源电压为±15V ，R 1=10 kΩ, R F =100 kΩ, R L =100 kΩ, R P =10 kΩ//100 kΩ
A
R1
R F Rp=R F //R1
R L
Vo
Vi
+Vc
c
-Vcc
输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值，此时测出失调电压0.016 V 分析：失调电压是直流电压，将会直接影响直流放大器的放大精度。
直流信号测量：
Vi/V V O /V Avf
测量值 理论值 -2 14.25 -7.125 -10 -0.5 4.98 -9.96 -10 0.5 -5.02 -10.04 -10 2
-12.87
-6.435
-10
实验结果分析：
运算放大器的输出电压摆幅受器件特性的限制，当输入直流信号较大时，经过运放放大后的输出电压如果超过V OM ，则只能输出V OM 的值。
根据数据手册可知，V CC =±15V 时，输出电压摆幅V OM ≈±13V~±14V ，因此在本电路中最大的输出电压也在±13V~±14V 。
实验中测得数据和理论值基本相符。
但上下Vom 绝对值大小相差较大，可能是由于OP 中上下三极管的饱和压降不一样所导致。
（II ） Vi 输入0.2V 、 1kHz 的正弦交流信号，在双踪示波器上观察并记录输入输出波形，在输出不失真的
情况下测量交流电压增益，并和理论值相比较。
分析如果不调零对此项试验结果有没有影响。
注意此时不需要接电阻分压电路。
交流反相放大电路实验测量数据
输入信号有效值（V）输出信号有效值（V）信号频率电压增益
0.2（有效值） 2.061000-10.03
实验结果分析：实验结果和理论值很符合，即不调零对此项结果影响比较小。
实验中测得的波形如上图所示，其中，CH1为输入信号，CH2为输出信号。
从图中可看出输入输出信号的相位相差180°，这符合反相放大器的理论特性。
（III）设定输入信号频率为1kHz，增加输入信号的幅度，测量最大不失真输出电压值。
信号频率
（HZ）
输入信号输出信号
有效值（V）峰峰值（V）有效值（V）峰峰值（V）
10000.9 2.68.8525.2
（IV）用示波器x-y方式，测量电路的传输特性曲线，计算传输特性的斜率和转折点值。
转折点值为（-1.443V，14.43V）、（1.243V，-12.43V）。
Vip-p=2.6V，Vop-p=25. 20V，斜率K=-25.2V/2.6V=-10
X轴为输入信号
Y轴为输出信号
X—1V/格
Y—5V/格
当频率较大时，传输特性曲线会分为两条，这是由于电路的高频效应造成的，因此，选用50-500HZ频
率即可。
（V ）电源电压改为12V，重复（III）、（IⅤ），并将实验结果进行分析比较。
信号频率（HZ）
输入信号输出信号
有效值（V）峰峰值（V）有效值（V）峰峰值（V）
10000.687 1.98 6.7719.2
转折点值为（-1.123V，11.23V）、（0.99V，-9.6 V）。
Vip-p=1.98V，V op-p=19.2V，斜率K=-19.2V/1.98V=-10（传输特性曲线趋势同上）
实验结果分析：
电源电压改变后最大不失真输出电压变小了，由于741的最大输出摆幅范围是和电源电压有关的；传输特性的斜率没有变化。
2、24 页内容3-(2)，其中方波信号从示波器的校准信号获取，模拟示波器Vi1为1KHz、1V的方波信号，数字示波器Vi1为1KHz、5V的方波信号，实验中如波形不稳定，可微调Vi2的频率。
V0波形：
X方向一格500us，Y方向一格5V。
黑线为0电位处。
与理论值相符。
V-和V+波形：
左为V-，右为V+。
V+峰峰值0.2V
实验结果分析：
输出波形与理论值相符，为两个波形按照-2Vi1 + 3Vi2的叠加。
由实验可知，V-与V+并不完全相同，即两者不是严格意义上的虚短。
V-的波形在方波边沿处会有比较大的尖峰。
这是由于运放的开环放大倍数并不是理论上的无穷大，加上运放输入端存在寄生电容，而方波边沿可以认为是由许多不同频率的交流信号叠加而成，且频率较高，造成输入阻抗下降，导致这种情况的发生。
实验思考题：
a)理想运放有哪些特点？
答：（1）开环电压放大倍数A O接近无穷大；（2）开环输入电阻Ri接近无穷大；
（3）开环输出电阻Ro趋近于0；（4）共模抑制比K CMR接近无穷大
（5）虚短、虚断输出电压不受负载大小的影响；
（6）通频带趋近无穷大；（7）失调及温漂趋近于0；
（8）转换速率S趋近无穷大；
b)单电源运放用来放大交流信号时，电路结构上应满足哪些要求？若改用单一负电源供电，电路应做何改
动？
答：单电源运放用来放大交流信号时，应在运放的同相输入端加直流偏置电路，在输入、输出端添加隔直电容，这时运放的输入、输出端直流电位相等。
改为单一负电源供电时，电解电容应反接，4脚接负电源，7脚接地，须添加的直流偏置电路相同。
c)运放用作模拟运算电路时，“虚短”“虚断”能永远满足吗？试问，在什么条件下“虚短”“虚断”将不
再存在？
答：当运放工作在线性区时，存在“虚短”“虚断”；当运放工作在非线性区时，“虚断”存在，“虚短”不存在。