图3-23 减法运算电路
5）积分运算电路
图3-24 积分运算电路
反相积分电路如图3-24所示。在理想化条件下，输出电压U0等于
1 U0(t)??RC?Udt?U0itC(0) （3-64）
式中UC(0)是t=0时刻电容C两端的电压值，即初始值。 如果Ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设UC(0)=0，则 U0(t)??1RC?t0Edt??Et （3-65） RC此时显然RC的数值越大，达到给定的U0值所需的时间就越长，改变R或C的值积分波形也不同。一般方波变换为三角波，正弦波移相。 6）微分运算电路
微分电路的输出电压正比于输入电压对时间的微分，一般表达式为：
U0=?RCduIdt （3-66）
利用微分电路可实现对波形的变换，矩形波变换为尖脉冲。如图3-25所示。
图3-25微分运算电路
7）对数运算电路
对数电路的输出电压与输入电压的对数成正比，其一般表达式为：
u0=KlnuI K为负系数。 （3-67） 利用集成运放和二极管组成如图3-26基本对数电路。
图3-26对数运算电路
由于对数运算精度受温度、二极管的内部载流子及内阻影响，仅在一定的电流范围才满足指数特性，不容易调节。故本实验仅供有兴趣的同学调试。按如图3-26所示正确连接实验电路，D为普通二极管，取频率为1KHz，峰峰值为500mV的三角波作为输入信号Ui，打开直流开关，输入和输出端接双踪示波器，调节三角波的幅度，观察输入和输出波形如图3-27所示，在三角波上升沿阶段输出有较凸的下降沿，在三角波下降沿阶段有较凹的上升沿。如若波形的相位不对调节适当的输入频率。
图3-27 对数运算电路的输入、输出波形关系
8）指数运算电路
指数电路的输出电压与输入电压的指数成正比，其一般表达式为：
u0?KeuI （3-68）
利用集成运放和二极管组成如图3-28基本指数电路。K为负系数。
图3-28指数运算电路
由于指数运算精度同样受温度、二极管的内部载流子及内阻影响，本实验仅供有兴趣的同学调试。按如图3-28所示正确连接实验电路，D为普通二极管，取频率为1KHz，峰峰值为1V的三角波作为输入信号Ui，打开直流开关，输入和输出端接双踪示波器，调节三角波的幅度，观察输入和输出波形如图3-29所示，在三角波上升阶段输出有一个下降沿的指数运算，在下降沿阶段输出有一个上升沿运算阶段。如若波形的相位不对调节适当的输入频率。
图3-29 指数运算电路的的输入、输出波形关系
六、实验内容
实验时切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。输入信号时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可以不用调零。
1．反相比例运算电路
1）按图3-20正确连线。
2）输入f=100Hz，Ui=0.5V（峰峰值）的正弦交流信号，打开直流开关，用毫伏表测量Ui、U0值，并用示波器观察U0和Ui的相位关系，记入表3-25中。 2．同相比例运算电路
1）按图3-22(a)连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表3-26中。 2）将图3-22(a)改为3-22(b)电路重复内容1)。 3．反相加法运算电路
1）按图3-21正确连接实验电路。
2）输入信号采用直流信号源，图3-30所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2：
图3-30 简易可调直流信号源
用万用表测量输入电压Ui1、Ui2(且要求均大于零小于0.5V)及输出电压U0，记入表3-27中。
4．减法运算电路
1）按图3-23正确连接实验电路。
2）采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表3-28中。 5．积分运算电路
1）按积分电路如图3-24所示正确连接。
2）取频率约为100Hz，峰峰值为2V的方波作为输入信号Ui，打开直流开关，输出端接示波器，可观察到三角波波形输出并记录之。
6．微分运算电路
1）按微分电路如图3-25所示正确连接。
2）取频率约为100Hz，峰峰值为0.5V的方波作为输入信号Ui，打开直流开关，输出端接示波器，可观察到尖顶波。
七、注意事项
1．连接电路前，先用万用表粗测μA741是否损坏； 2．注意μA741电源引脚，一定不要将电源的正负接反。 八、实验报告
1．整理测试数据，并对数据进行处理；
2．对实验数据进行分析，并与理论数据进行比较、分析； 3．回答预习要求和思考题中的问题； 4．附上原始数据记录及指导教师的签名。
九、思考题
1．在实际运用中，积分器的误差与哪些因素有关？最主要的有哪几种？ 2．积分器输入方波信号，输出三角波信号的幅度大小受哪些因素制约？
实验原始数据记录
步骤1：
表3-25 Ui=0.5V（峰峰值），f=100Hz Ui(V) U0(V) Ui波形 U0波形 实测值 Av 计算值
步骤2：
表3-26 Ui=0.5V, f=100Hz Ui(V) U0(V) Ui波形 U0波形 实测值 Av 计算值
步骤3：
表3-27反相加法运算电路 Ui1(V) Ui2(V) U0(V) 步骤4：
表3-28减法运算电路
Ui1(V) Ui2(V) U0(V)
指导教师：
实验日期：
实验九 集成运算放大器的应用
——有源滤波器
一、实验目的
1．熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器及其特性。
2．学会测量有源滤波器的幅频特性。 二、实验类型 验证型实验。 三、预习要求
复习教材有关滤波器内容。 四、实验仪器 1．双踪示波器
2．频率计 3．交流毫伏表 4．信号发生器 五、实验原理 1．低通滤波器
低通滤波器是指低频信号能通过而高频信号不能通过的滤波器，用一级RC网络组成的称为一阶RC有源低通滤波器，如图3-31所示：