实验二集成运算放大器的应用模拟运算 (1)
集成运算放大器的应用实验报告
一、实验目的1. 了解集成运算放大器的基本特性和工作原理。
2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路的设计与调试方法。
3. 熟悉集成运算放大器在实际电路中的应用，提高电子电路设计能力。
二、实验原理集成运算放大器（Op-Amp）是一种高增益、低输入阻抗、高输入电阻、低输出阻抗的直接耦合放大器。
它广泛应用于各种模拟信号处理和产生电路中。
本实验主要研究集成运算放大器的基本应用电路，包括反相比例放大电路、同相比例放大电路、加法运算电路、减法运算电路等。
三、实验仪器与设备1. 集成运算放大器：TL0822. 直流稳压电源：±15V3. 数字万用表4. 示波器5. 面包板6. 连接线7. 电阻、电容等元件四、实验内容1. 反相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的输入端分别连接到输入电阻R1和地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到反相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成反相关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成反相关系，放大倍数为-10。
2. 同相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的同相输入端连接到输入电阻R1，反相输入端连接到地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到同相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成正比关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成正比关系，放大倍数为10。
3. 加法运算电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的反相输入端连接到地，同相输入端连接到两个输入电阻R1和R2，输出端连接到负载电阻R3，反馈电阻Rf与R1、R2并联后连接到同相输入端。
电工技术 第二章 集成运算放大器及其应用
IC
β
U O = U C1 − U C2 = 0
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二. 差动放大电路工作原理 1. 差模信号
+VCC
ui1=-ui2 =ui/2 若ui1 ↑,ui2 ↓ → ib1 ↑,ib2 ↓ →ie1 ↑,ie2 ↓
+
R Rc c
T1 u i1 + ui1
u ++uo ouo1 -uo1 - E IRe
33 MHz
第一节 直接耦合
直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 +UCC R1 R2 + ui – T1 RC1 RC2 + T2 RE2 uo –
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Rb1=Rb2= Rb
几个基本概念
差动放大电路一般有两个输入端： 1. 差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入——从两输入端同时加信号。 从两输入端同时加信号。 双端输入 从两输入端同时加信号 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 仅从一个输入端对地加信号。 单端输入 仅从一个输入端对地加信号 2. 差动放大电路可 以有两个输出端。 以有两个输出端。 双端输出——从C1 从 双端输出 输出。 和C2输出。 单端输出——从C1或 从 单端输出 C2 对地输出。 对地输出。
I Re − 0.7V − ( −VEE ) = Re
T1 + ui1 -
+ uo
-
uo2 -
+
T2 + ui2 -
EE 1 I C1 =I C2 = I C ≅ I Re 2 U CE1 = U CE2 = U C − U E = VCC − I C R C − ( − 0.7)
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。
集成运算放大器的应用实验报告
集成运算放大器的应用实验报告集成运算放大器的应用实验报告一、实验题目：集成运算放大器的应用二、实验目的：1、在面包板上搭接μA741的电路。
首先将+12V和-12V直流电压正确接入μA741的Vcc+(7脚)和Vcc-（4脚）。
2、用μA741组成反比例放大电路，放大倍数自定，用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。
3、用μA741组成积分电路，用示波器观察输入和输出波形，并做好记录。
三、实验摘要：1、在面包板上搭接一个搭接μA741的电路2、用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。
3、用μA741组成积分电路，用示波器观察输入和输出波形。
四、实验仪器：1、示波器2、函数发生器3、数字万用表4、面包板，100欧电阻2个，1000欧电阻，导线，可调直流电压源五、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。
在大多数情况下，将运放视为理想运放，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
理想运放在线性应用时的两个特性：（1）理想运算放大器的两个输入端流进运放的电流为零，成为“虚断”。
（2）理想运算放大器的两个输入端间的电压差为零，成为“虚短路” 用μA741组成反比例放大电路，放大倍数自定，用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。
原理图：VCC12VVCC715GNDR1100ΩR2GND100Ω2U1613524UA741CDVEEVE E-12VR41kΩ6XFG1XSC1Ext Trig+_GNDGNDA+_+B_GNDGND J1AC1Key = A10uFVCC12VVCC71515GNDGNDR1100ΩR2100Ω2U16324UA741CDVEEVE E-12V6XFG1XSC1Ext Trig+_GNDGNDA+_+B_GNDGND六、实验步骤及数据1、反比例放大电路：原理图：现在面包板上搭好如上图原理图所示的电路，在将示波器与函数信号发生器接入，打开示波器测量。
实验二集成运算放大器的基本应用
实验二 集成运算放大器的基本应用—— 模拟运算电路一、实验目的1、 研究由集成运算放大器组成的比例、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、实验仪器1、 双踪示波器2、 万用表3、 交流毫伏表4、 信号发生器 三、电路理论回顾集成运算放大器在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。
1、 反相比例运算电路电路如图11-1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 FO U R R U 1-= （11-1）图11-1 反相比例运算电路为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2=R 1∥R F 。
2、 反相加法电路图11-2 反相加法运算电路电路如图11-2所示，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 （11-2） 3、 同相比例运算电路图11-3（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 FO U R R U )1(1+= R 2=R 1∥R F （11-3） 当R1→∞时，U O =U i ，即得到如图11-3（b ）所示的电压跟随器。
图中R 2=R F ，用以减小漂移和起保护作用。
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。
图11-3 同相比例运算电路4、 差动放大电路(减法器)对于图11-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF 时，有如下关系式： )(1120i i U U R RFU -=（11-4）图11-4 减法运算电路5、 积分运算电路图11-5 积分运算电路反相积分电路如图11-5所示。
在理想化条件下，输出电压U 0等于 001()(0)ti C U t U dt U RC =-+⎰ （11-5） 式中U C (0)是t=0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
模拟电子技术基础实验预习报告-集成运算放大器基本应用Multisim仿真
模拟电子技术基础实验预习——集成运算放大器基本应用Multisim仿真实验目的：1.加深对集成运算放大器的基本特性的理解；2.掌握集成运算放大器的基本使用方法；3.熟悉集成运算放大器在基本运算电路中的应用和电路的设计方法；4.掌握集成运算放大器的安装和测试方法。
实验内容：1.反相比例运算电路U i /V U O /V A’UF =U O /U i （实测）A UF =1+R F /R 1（理论）E=(A’UF -A UF )/A UF+0.5-1.499-2.99830+1-2.999-2.99930U i (t)=0.25sin2000πtVU O (t)=-0.74sin2000πtV-2.96031.3%2.同向比例放大运算电路U i /V U O /V A’UF =U O /U i （实测）A UF =1+R F /R 1（理论）E=(A’UF -A UF )/A UF-0.5-1.999 3.99840+0.52.0014.00240U i (t)=0.25sin2000πtVU O (t)=-1.00sin2000πtV4.0004U i1/V U i2/V U o/V（实测）U o/V（理论）12-2.999-32-1-0.999-1-1-2 3.00134.减法运算电路U i1/V U i2/V U o/V（实测）U o/V（理论）12 1.000121-0.999-1积分运算电路无反馈电阻有反馈电阻输入信号u i输出信号u oU p-p /VT/ms U i4.001U o无反馈电阻8.291有反馈电阻7.361波形波形输入信号u i 输出信号u o。
集成运算放大器的应用实验报告
集成运算放大器的应用实验报告【摘要】：此题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1〔a〕，实现下述功能：使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1〔b〕所示，，允许T1有±5%的误差。
〔a〕〔b〕图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。
ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供应。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。
二、设计方案1、三角波发生器由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。
同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。
对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。
电路仿真如下列图所示：2、 加法器由于加法器输出11210o i i u u u += ，根据《模拟电子技术》书上内容采用求和电路，电路如下所示：3、 滤波器由于正弦波信号1i u 的频率为500Hz ，三角波1o u 的频率为2KHz ，滤波器需要滤除u，所以采用二阶的有源低通滤波器。
运算放大器实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除运算放大器实验报告篇一：5集成运放电路实验报告实验报告姓名：学号：日期：成绩：一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、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。
理想运算放大器特性在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益Aud=∞输入阻抗ri=∞输出阻抗ro=0带宽fbw=∞失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压uo与输入电压之间满足关系式uo＝Aud（u+－u－）由于Aud=∞，而uo为有限值，因此，u+－u－≈0。
即u+≈u－，称为“虚短”。
（2）由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIb＝0，称为“虚断”。
这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
基本运算电路1)反相比例运算电路电路如图6－1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uo??RFuiR1为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2＝R1//RF。
图6－1反相比例运算电路图6－2反相加法运算电路2)反相加法电路电路如图6－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为uo??(RFRui1?Fui2)R3＝R1//R2//RFR1R23)同相比例运算电路图6－3(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uo?(1?RF)uiR2＝R1//RFR1当R1→∞时，uo＝ui，即得到如图6－3(b)所示的电压跟随器。
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实验七 集成运算放大器的应用（一）
模拟运算电路
预习部分
一、实验目的
1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。
2. 掌握运算放大器的使用方法，了解其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。
本实验采用的集成运放型号为μA741，引脚排列如图2-7-1所示。
它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正，负电源端，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十K Ω的电位器并将滑动触头接到负电源端。
⑧脚为空脚。
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。
1) 反相比例运算电路
电路如图2-7-2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
Uo ＝－（R F / R 1）Ui
为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在
同相输入端应接入平衡电阻
R 2＝R 1‖R F 。
2) 反相加法电路
图2-7-2 反相比例运算电路 图2-7-3反相加法运算电路
电路如图2-7-3所示，输出电压与输入电压之间的关系为
F i F
i F O //R //R R R U R R U R R U 2132211
=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-= 图2-7-1 μA741管脚图
3) 同相比例运算电路
图2-7-4(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 Uo ＝（1＋R F / R 1）Ui R 2＝R 1 // R F
当R 1→∞时，Uo ＝Ui ，即得到如图2-7-4(b)所示的电压跟随器。
图中R 2＝R F ，用以减小漂移和起保护作用。
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。
(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器
图2-7-4 同相比例运算电路
4) 差动放大电路（减法器）
对于图2-7-5所示的减法运算电路，当R 1＝R 2，R 3＝R F 时， 有如下关系式
图2-7-5 减法运算电路 图2-7-6 积分运算电路 5) 积分运算电路
反相积分电路如图2-7-6所示。
在理想化条件下，输出电压uo 等于
()()01
C t
i O U dt U RC t U +-=⎰ 式中 Uc(o)是t ＝0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
如果u i (t)是幅值为E 的阶跃电压，并设Uc(o)＝0，则
()RC
E
Edt RC t U t
O -=-=⎰01 即输出电压 Uo(t)随时间增长而线性下降。
显然R C 的数值越大，达到给定的Uo 值所需的时间就越长。
积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。
()121
i i F
O U U R R U -=
在进行积分运算之前，首先应对运放调零。
为了便于调节，将图中K 1闭合，即通过电阻R 2的负反馈作用帮助实现调零。
但在完成调零后，应将K 1打开，以免因R 2的接入造成积分误差。
K 2的设置一方面为积分电容放电提供通路，可实现积分电容初始电压Uc(o)＝0，另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号ui 后， 只要K 2一打开， 电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。
在实验时使用集成运放应考虑的一些问题
1) 输入信号选用交、直流量均可， 但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响特性和输出幅度的限制。
2) 调零。
为提高运算精度，在运算前， 应首先对直流输出电位进行调零，即保证输入为零时，输出也为零。
当运放有外接调零端子时，可按组件要求接入调零电位器R W (如μA741、见图2-7-2)，调零时，将输入端接地（Ui =0），调零端接入电位器R W ，用直流电压表测量输出电压U 0，细心调节R W ，使U 0为零（即失调电压为零）。
如运放没有调零端子，若要调零，可按图2-7-7所示电路进行调零。
图2-7-7 调零电路
一个运放如不能调零，大致有如下原因：① 组件正常，接线有错误。
② 组件正常，但负反馈不够强（R F ／R 1 太大），为此可将R F 短路，观察是否能调零。
③ 组件正常，但由于它所允许的共模输入电压太低， 可能出现自锁现象，因而不能调零。
为此可将电源断开后，再重新接通，如能恢复正常，则属于这种情况。
④组件正常，但电路有自激现象，应进行消振。
⑤组件内部损坏，应更换好的集成块。
3) 消振。
一个集成运放自激时，表现为即使输入信号为零， 亦会有输出，使各种运算功能无法实现，严重时还会损坏器件。
在实验中，可用示波器监视输出波形。
为消除运放的自激，常采用如下措施
①若运放有相位补偿端子，可利用外接R C 补偿电路，产品手册中有补偿电路及元件参数提供。
②电路布线、元、器件布局应尽量减少分布电容。
③在正、负电源进线与地之间接上几十μF 的电解电容和0.01～0.1μF 的陶瓷电容相并联以减小电源引线的影响。
三、预习要求
1. 复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。
2．设计一模拟运算电路，满足关系式2132i i o U U U +-=，其中U i1、U i2为直流输入电压。
画出电路，标出元件参数。
四、思考题
1. 在反相加法器中，如U i1和U i2均采用直流信号，并选定 U i2＝－1V ，当考虑到运
算放大器的最大输出幅度(±12V)时，｜U i1｜的大小不应超过多少伏？
2.在积分电路中，如R1＝100KΩ，C＝4.7μF，求时间常数？假设Ui＝0.5V，问要使输出电压Uo达到5V，需多长时间（设uc(o)＝0）？
3.为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？
实验部分
一、实验设备与器件
二、实验内容
实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
1.反相比例运算电路
1)调零，按图2-7-2连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短路，调节Rw，使Uo=0V。
2)输入f＝100Hz，Ui＝0.5V的正弦交流信号，测量相应的Uo，并用示波器观察uo 和ui的相位关系，记入表2-7-1。
2.同相比例运算电路
1)按图2-7-4(a)连接实验电路。
实验步骤同上，将结果记入表2-7-1。
2)电压跟随器实验，将图2-7-4(a)中的R1断开，得图2-7-4(b)电路重复内容1)。
3.加法运算电路
1) 按图2-7-3连接实验电路。
调零和消振。
2) 输入信号采用直流信号，用直流电压表测量输入电压U i1、U i2及输出电压Uo，记入表2-7-2。
（实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区）
4．设计一模拟运算电路，满足关系式2132i i o U U U +-=，U i1、U i2为直流输入电压。
自拟表格，选择一组测试数据，测量输出电压。
5. 积分运算电路
实验电路如图2-7-6所示。
1) 打开K2，闭合K1，对运放输出进行调零。
2) 调零完成后，再打开K1，闭合K2，使uc(o)＝0。
3) 预先调好直流输入电压Ui ＝0.5V ，接入实验电路，再打开K2，然后用直流电压表测量输出电压Uo ，每隔5秒读一次Uo ，记入表2-7-3，直到Uo 不继续明显增大为止。
三、实验报告
⒈ 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。
⒉ 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。
⒊ 分析讨论实验中出现的现象和问题。