实验四 集成运算放大电路
集成运算放大器基本应用(模拟运算电路)实训指导
集成运算放大器基本应用 （模拟运算电路）实训指导（特别提醒：实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同，实验时应以实验电路板中的为准。
另外，由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致，实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。
有的元器件虽然已经坏了，但仅凭肉眼看不出来。
因此，在每次实验前，应该先对元器件（尤其是电阻、电容、三极管）进行单个元件的测量（注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量）。
并记下元器件的实际数值。
否则，实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。
）一．实验目的1．研究由集成运放组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。
2．了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二．实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
基本运算电路。
1)反相比例运算电路电路如图8—1所示。
对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为i F O U R RU 1-=为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相端应接入平衡电阻R 2=R 1||R F 。
U OOU U图8—1 图8—22)反相加法电路电路如图8—2，输出电压与输入电压之间的关系为)(2211i F i F O U R RU R R U +-=R 3= R 1‖R 2‖R F 3)同相比例运算电路图8—3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i F O U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=11 R 2 = R 1‖R F当R 1 ∞，U o =U i ，即得到如图8—3(b)所示的电压跟随器，图中R 2=R F ，用以减小漂移和起保作用。
一般R F 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
集成运算放大电路实验
集成运算放大电路实验【实验目的】1、验证理想运算放大器的功能。
2、掌握集成运算放大器反相比例放大电路的设计方法，并测量集成运算放大器反相比例放大电路的放大倍数。
3、学习基于集成运算放大电路的RC 文氏桥振荡电路的设计方法，并观测振荡现象。
【实验原理/实验基础知识】集成运算放大器是现代电子电路中使用最为广泛的一种模拟电子电路。
LM358一种常用的双运放集成电路，芯片内部封装了2个完全相同的运算放大器，不需要调零端，如下图所示：电压放大倍数定义为输出电压和输入电压的比值，即ou iu A u 。
【实验环境】四、实验内容【实验步骤】1、实验电路如图4－1所示。
按图4－1所示，连接电路（注意：接线前先调节稳压电源输出电压为+12V ，关断电源后再连线）。
2、观察集成运算放大电路工作在线性放大区的理想特性（1）、正负输入端虚短路（正负输入端电位相等）：使用万用表直流电压20V 档，测试正输入端、负输入端对地之间的电位 （2）、运放输入电阻r id 等于无穷大（输入端无电流流过）： 使用万用表电流200uA 档，测试输入端电流。
（3）、其它理想特性：开环放大倍数等于无穷大，输出电阻接近0。
3、电压放大倍数研究※图4-1电路中，根据反相比例运算电路可知闭环放大倍数为：===11闭环电压放大倍数：－闭环输入电阻：输出电阻：（几十欧姆）ff i o R A R r R r 图4-1观察实际测量值与理论计算值是否符合。
（1）将信号发生器输出设置为正弦波、频率为1KHz、峰-峰值为100mV，接到放大器输入端u i处，观察u i和u o端波形、并比较相位。
（2）信号源频率不变，逐渐加大幅度，观察u o的变化并填表4－1。
表2－24、观察RC文氏桥振荡电路的振荡现象（1）按照图4-2搭建实验电路。
（2）按照图4-2电路计算的振荡频率（其中R=R2=R3，C=C1=C2）用示波器观察振荡电路的输出频率是否与计算值相同 【实验报告】1、根据实验内容，填写上述表格；2、回答问题理想运算放大电路的输出电压最大值可以超过供电电源电压吗？输入电压幅值有限制吗？按照实验电路搭建的RC 文氏桥振荡电路输出波形为什么不是正弦波？3、心得体会及其他。
集成运算放大器基本运算电路实验
集成运算放大器基本运算电路实验
本课程旨在使学生能够掌握集成放大器的基本运算电路，能够使用特定的集成放大器验证放大器电路性能。
学习本课程的学生应该具备一定的电路理论和综合分析的能力，具备专业数学的基本知识，以及计算机编程的基本能力，具备一定的专业实验分析的能力。
一、实验目的
1.了解集成放大器的基本运算原理；
2.掌握集成放大器的基本电路；
3.熟悉集成放大器的测试参数及其误差规定；
4.设计集成放大器的实验系统；
5.对热插拔模块和IC仪器的使用。
二、实验准备
1.实验仪器：示波器、可编程示波器、数字万用表、函数发生器
2.实验调试电路：集成放大器的基本运算电路
3.实验材料：电路元件，热插拔模块等
三、实验内容
1.认识集成放大器及其基本运算电路；
2.构建集成放大器的基本运算电路；
3.测试集成放大器的功能；
4.绘制集成放大器的特性曲线；
5.分析集成放大器的工作特性。
四、实验步骤
1.准备实验电路：根据实验要求绘制集成放大器的基本运算电路，上电后检查工作是否正常；
2.测量基本电路参数：利用数字万用表测量输入电平、输出电平、电压偏置等常规参数；
3.测试电路实验：利用示波器测量输出波形、相位延时、线性度等实验参数；
4.结果分析：按要求分析实验参数，与理论曲线对比，讨论集成放大器的特性及其工作特性；
5.实验报告：根据实验结果，编制实验报告，检验实验结果是否符合要求。
集成放大电路实验原理
集成放大电路实验原理
集成放大电路实验原理：
集成放大电路是一种电子电路，能够将输入信号放大并输出。
它通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器是集成放大电路的核心部分，它由两个相同但互相反向连接的晶体管组成。
这两个晶体管分别将输入信号加到它们的基极上，并将输出信号从它们的集电极输出。
差分放大器通过放大输入信号的差值来实现放大功能。
输出级是用来增加放大器的输出功率的部分，它通常由一个功率放大器组成。
功率放大器将差分放大器的输出信号放大到足够的水平，以便能够驱动外部负载。
在实验过程中，需要将待放大的信号输入到差分放大器的输入端，并将输出信号连接到输出级。
为了使放大器工作正常，通常会对其进行偏置设置，以使晶体管在适当的工作点上工作。
在实验中，可以对不同的输入信号进行测试和观察，以研究放大器的放大性能和线性度。
还可以改变偏置设置和调整放大倍数，以获得更好的放大效果。
总之，集成放大电路实验原理是通过差分放大器和输出级的组合，将输入信号放大并输出。
实验中可以测试不同的输入信号和调整放大倍数，以研究放大器的性能。
模拟电子技术实验-集成运算放大器的基本应用电路
模拟电⼦技术实验-集成运算放⼤器的基本应⽤电路实验：集成运算放⼤器的基本应⽤电路⼀、实验⽬的1、掌握集成运算放⼤器的基本使⽤⽅法；2、掌握集成运算放⼤器的⼯作原理和基本特性；3、掌握集成运算放⼤器的常⽤单元电路的设计和调试的基本⽅法。
⼆、实验仪器名称及型号KeySight E36313A型直流稳压电源，KeySight DSOX3014T型⽰波器/信号源⼀体机。
模块化实验装置。
本实验所选⽤的运算放⼤器为通⽤集成运放µA741，其引脚排列及引脚功能如图1所⽰。
引脚2为运放反相输⼊端，引脚3为同相输⼊端，引脚6为输出端，引脚7为正电源端，引脚4为负电源端。
1脚和5脚为输出调零端，8为空脚。
图1 µA741的引脚图三、实验内容1. 反相⽐例运算电路（远程在线实验）在反向⽐例运算电路中，信号由反向端输⼊，其运算电路如图2所⽰。
o图2 反相⽐例运算电路设计反相⽐例运算电路，要求输出电压与输⼊电压满⾜解析式u o=-0.5u i；写出设计过程，在远程实验平台进⾏实验验证。
实验验证时，信号发⽣器输出正弦波，频率为1kHz，峰峰值为4V，连接到输⼊端u i，利⽤⽰波器观察输⼊端u i和输出端u o的电压波形并截图。
注意：要根据远程实验提供的阻值进⾏设计，其中R1可选择20k或10k，R2可选择10k、20k或100k，其中且不可打乱图中R1、R2和R3的位置。
进⼊远程实验操作界⾯：打开远程实验操作界⾯，主界⾯左上⽅为KeySight E36313A型直流稳压电源，右上⽅为KeySight DSOX3014T⽰波器/信号源⼀体机。
两个仪器中间为指导说明区，实验前应从头⾄尾阅读⼀遍指导说明。
主界⾯中下区域为实验操作区。
直流稳压电源的调节：主界⾯左上⽅为直流稳压电源，要求其输出±12V电压。
点击直流稳压电源进⼊调节界⾯。
点击电源开关打开电源，观察屏幕显⽰。
分别点击电源右上⾓的2或3通道选择按钮，在数字区输出12后再按Enter按键，分别设置2和3两个通道的电压为12V。
集成运算放大电路
功耗
描述放大电路在工作过程 中消耗的能量，包括静态
电流、动态功耗等。
参数与性能指标的测试方法
01
02
03
输入阻抗测试
通过测量输入电压和电流 的比值来计算输入阻抗。
输出阻抗测试
通过测量输出电压和电流 的比值来计算输出阻抗。
开环增益测试
通过测量放大电路在不同 频率下的电压增益来计算 开环增益。
参数与性能指标的测试方法
描述放大电路对电源的需求和 功耗特性，包括电源电压、静 态电流等。
主要性能指标
线性度
描述放大电路输出信号与输 入信号之间的线性关系，包 括失真度、线性范围等。
精度
描述放大电路输出信号的 精度和稳定性，包括失调
电压、失调电流等。
带宽
描述放大电路在不同频率下 的响应速度和带宽范围，包 括通频带、增益带宽积等。
集成运算放大电路
目录
• 集成运算放大电路概述 • 集成运算放大电路的应用 • 集成运算放大电路的参数与性能指标 • 集成运算放大电路的设计与实现 • 集成运算放大电路的发展趋势与展望
集成运算放大电路概
01
述
定义与特点
定义
集成运算放大电路是一种将差分 输入的电压信号转换成单端输出 的电压信号，并实现电压放大的 集成电路。
特点
具有高放大倍数、高输入电阻、 低输出电阻、低失真度、低噪声 等优点，广泛应用于信号放大、 运算、滤波等领域。
工作原理
差分输入
集成运算放大器采用差分输入方式， 将两个输入端之间的电压差作为输入 信号。
放大与输出
反馈机制
集成运算放大器采用负反馈机制，通 过反馈网络将输出信号的一部分反馈 到输入端，以改善电路的性能。
集成运放放大电路实验报告
集成运放放大电路实验报告一实验目的：用运算放大器等元件构成反相比例放大器，同相比例放大器，反相求和电路，同相求和电路，通过实验测试和分析，进一步掌握它们的主要特征和性能及输出电压与输入电压的函数关系。
二仪器设备：i SXJ-3B型模拟学习机ii 数字万用表iii 示波器三实验内容：每个比例求和运算电路实验，都应进行以下三项：（1）按电路图接好后，仔细检查，确保无误。
（2）调零：各输入端接地调节调零电位器，使输出电压为零（用万用表200mV档测量，输出电压绝对值不超过0.5mv）。
A. 反相比例放大器实验电路如图所示R1=10k Rf=100k R’=10k输出电压：Vo=-(Rf/R1)V1实验记录：将电路输入端接学习机上的直流信号源的OUTPUT，调节换档开关置于合适位置，并调节电位器，使V1分别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
实际测量V0的值填在表内。
B 同相比例放大器R1=10k, Rf=100k R＇=10k输出电压：V0=（1+Rf/R1）V1别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
E 电压跟随器实验电路：四思考题1 在反相比例放大器和加法器中，同相输入端必须配置一适当的接地电阻，其作用是什么？阻值大小的选择原则怎样考虑？此电阻也称之为平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，减少输入失调电流或对电路的影响。
2分析实验数据与理论值产生的误差原因。
（1）运放输入阻抗不是无穷大。
（2）运放增益不是无穷大。
（3）运放带宽不是无穷大。
（4）运放实际存在输入、温漂等等。
集成运算放大电路全篇
Y0 Y1 Y2 Y3 B
注：式中Aod为差模开环放大倍数。
二、 集成运放中的电流源电 路
4.2.1 基本电流源电路
一、镜像电流源
+VCC
IR
B IC0
T0
R 2IB
A
IB0
IB1
IC1 T1
UBE0= UBE1， β0=β1=β， IC0=IC1=IC= βIB ， IC1为输出电流， IR为基准电流。
基准电流表达式：
IR
用
uP
集成运放组成方框图：
输入级
uN
中间级
输出级 uO
偏置电路
1) 输入级 又称前置级，常为双输入高性能差分放大电路（高Ri 、大Ad、 大KCMR、静态电流小）。输入级的好坏直接影响着集成运放的大多数性能 参数。
2) 中间级 主放大器，使集成运放具有较强的放大能力，多采用共射 （或共源）放大电路。放大管经常采用复合管，以恒流源做集电极负载。
R`3
C`1 R`3
2.1k
2.1k
R`5 240k
C`1
R`4 25k
R`5 240k
－ ＋
R7 100k
－∞ A3
(以下电路同上，仅C1、C2 值不同，电路从略）
图5.6 十五段优质均衡器
(2) 当R4的滑动触头移到最左边时，其电路如图8.7（a）所示。
C1
R3
R3
C2 R5
R4 R5
－∞
R6
B点的电流方程为：
IR
IB2
IC
IC2
1 2
IC2
2
2
2 2
2
I
C
2
IC2
(1
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实验四 集成运算放大电路
一、实验目的
1、理解运算放大器的基本原理,学会应用“虚短”、“虚断” 求解运放电路。
2、掌握由运算放大器组成的比例、加法运算等电路。
二、实验电路及测量原理
右图是μA741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 (+12V)
4--电源电压负端 (-12V)
6--输出端 1、5--调零端 8—NC
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V o 与输入电压V i 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、反相比例运算电路
如图4-1所示为反相比例运算电路。
μA 741按理想
运放处理，其运算关系为
V o = –(R f /R 1)V i
若R f =R 1则为倒相器，即 V o = –V i
图
图4-1
2、同相比例运算电路
如图4-2所示为同相比例运算电路。
其运算关
系为V o = (1+R f /R 1)V i
若不接R 1，或将R f 短路，可实现同相跟随功能，
即V o =V i
3、差动运算电路 图4-2 如图4-3所示为差动运算电路。
其运算关系为
u o = 11232311i f i f
u R R u R R R R R R -+⋅+
当R f =R 3，R 1=R 2时：)(1210i i f u u R R u -=
若R f =R 1则)(120i i u u u -= 图4-3
三、实验内容
1、用万用表调整直流稳压电源，使输出为±12V。
2、反相输入放大电路测试
(1) 在反相输入端加入直流电压V i=1V，测量V o，计算出电压放大倍数。
(2) 反相输入端加入频率为1kHz、Vpp为1V的正弦交流信号,用示波器观察输入、输出信号的波形，并测出V o的大小。
3、同相输入放大电路的测试
(1) 按实验电路图4-2所示接线。
输入端加入500mV的直流信号，测量出相应的电压值，算出放大倍数A v的大小。
(2) 同相输入端加入频率为1kHz、Vpp为500mV的正弦交流信号,用示波器观察输入、输出信号的波形，并测出V o的大小。
4、差动运算电路测试
按实验电路图4-3连接电路，输入直流电平V i1、V i1为下表中数值，测出相应V o的值记录于下表。
四、实验报告要求
1、整理实验数据，填入对应的数据表格中。
2、画出输入、输出对应的波形，并标明幅值和频率。
五、思考题
1、实验过程中，随着反相(同相)输入放大电路输入信号的增加，输出信号会出现失真试解释原因。
六、实验仪器
信号发生器1台
直流电源1台
双踪示波器1台
电路实验箱。