1）实验目的

（1）从电路原理角度来了解一种有源器件——运算放大器的外部特性及其分析方法。

（2）熟悉几种由运算放大器组成的有源电路。

（3）学会有源器件的基本测试方法。

2）实验原理

运算放大器是具有两个输入端、一个输出端的高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路，既可以放大交流信号，也可以放大直流信号。在运放的输出端和输入端之间加上反馈网络，可实现各种不同的电路功能，如反馈网络为线性电路时，可实现加法、减法、微分和积分等运算；如反馈网络为非线性电路时，可实现对数、乘法和除法等运算。它还可组成各种波形产生电路，如正弦波、三角波、脉冲波等波形发生器。

理想运算放大器在线性应用时具有两个重要的特性：“虚短”和“虚断”。运放同相输入端和反相输入端的电位近似相等，U+≈U-，称为“虚短”；流进运放两个输入端的电流为零，I+=I-=0，称为“虚断”。

运算放大器的符号如图2.33所示。本实验主要研究运算放大器的线性应用。

图2.33　运算放大器

图2.34　反相比例器

（1）比例器：图2.34是反向输入的比例器电路。在理想条件下，，输入可以是交流电压，也可以是直流电压。平衡电阻RP=R1∥Rf。

图2.35是同向输入的比例器电路，输出电压与输入电压之间的关系为

图2.35　同相比例器

图2.36　加法器

（2）加法（减法）器：图2.36是由反向输入的比例器稍加修改而成的加法器。在理想条件下，输出电压与输入电压之间的关系为

当电压输入信号极性相反时，则运算放大器输出得到它们相减的数值。

实验电路如图2.37所示。(www.daowen.com)

图2.37　加法器实验电路图

图2.38　电流-电压变换器

图中两个电压源同时通过R1及R2作用在运算放大器上，其输出端可得到两电压相加的数值。

（3）电流-电压变换器

实际应用中往往要把一个具有极高串联内阻的电流信号源变换成具有极低串联内阻的电压信号源，例如要把光电管产生的电流信号变换成电压信号，利用运算放大器可方便地实现这种线性变换的要求，实验线路如图2.38所示。

图中由电流源输入电流I1，因为I≈0，所以If=I1，输出电压Uo=-IfRf=-I1Rf=KI1，即输出电压决定于输入电流而与负载无关。

3）实验内容

（1）测量反相比例器（图2.34）与同相比例器（图2.35）的输入、输出电压，完成表2.27。

表2.27　比例器测量表

（2）测量如图2.37所示加法器输入、输出电压，完成表2.28。

表2.28　加法器测量表

（3）测量电流-电压变换器的输入电流、输出电压，完成表2.29。

表2.29　电流-电压变换器测量表

4）实验报告

完成实验内容规定的测试任务，将数据列表分析。

5）思考题

（1）在反相加法器电路（图2.37）中，如选定Ui2=-1 V，当考虑到运算放大器的最大输出幅度（±12 V）时，则|Ui1|的大小不应超过多少伏？

（2）分析图2.35中当Rf短路或R1开路时输出电压与输入电压之间的关系。