运放运算电路1
集成运算放大器的基本运算电路
ui2 u
u i3
u
0
R1
R2
R3
2.加减运算电路
ui1
R1
Rf
ui2
R2
N
－∞
ui3
R 3
P
＋
R
ui4
4
R'
当ui1、ui2短路时 当Ui1、Ui2、Ui3、Ui4共同作用时
若又满足Rf =R1=R2=R3=R4时则
利用叠加定理求uo与ui1、ui2、 ui3各ui4之间的关系
uo
当ui3、ui4短路时
(ui1 ui2 ui3 )
Uo (ui1 ui2 ui3 )
上式中比例系数为-1，实现了加法运算。
2）同相求和运算电路
R'
ui1 i1
R 1
ui2 i2
R2
ui3 i3
R 3
i f
Rf
N
－
u-
∞
P u+ ＋
R1//R2//R3=R′//Rf
根据 “虚断”概念
uo
i1+i2+i3=0
ui1 u
2.一般单限比较器
图4-22所示的电路是一般单限比较器. UREF为外加参考电压。 集成运放的反相输入端接信号ui，同相输入端接参考电压UREF。
由于Aod→∞,所以当U﹣<U+时，ui<UREF时，受电源电压的 限制，uo只能为正极限值UOM,即UOH=﹣UOM； 反之，当U﹣＞U+时，uo为负极限值，即UOL=﹣UOM。 其传输入特性如图4-22(b)实线所示。
I1
U i1 R1
因虚地, u﹢=u﹣=
,
I2
Ui2 R2
集成运放组成的基本运算电路
K2
C 1μF
R2 1M
K1 +15V
vS
－
R1 100K
A
vO
＋
R′ 100K
-15V
vo
1 R1
t
0 vsdt
积分运算电路
4. 积分运算电路
将实验数据及波形填入下述表格中：
vs波形
vs幅度值
vo波形
vo频率
vo幅度值
5. 用积分电路转换方波为三角波
电路如下图所示。图中电阻R2的接入是为了抑制由 IIO、VIO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零 点。
A
vO
υS
＋
R′ 10K
-15V
v0
(1
RF R1
)vs
同相比例运算电路
2. 实现同相比例运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
3. 减法器（差分放大电路）
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
vs波形
模电实验模拟运算放大电路(一)
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 kΩ2、 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 LVo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：1123213111113232)()()(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 kΩAR1R F Rp=R F //R1R LVoVi+Vcc-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。
运放基本应用电路
运放基本应用电路运放基本应用电路运算放大器是具有两个输入端，一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。
若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。
当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。
运算放大器可进行直流放大，也可进行交流放大。
R f使用运算放大器时，调零和相位补偿是必须注意的两个问题，此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等，以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。
U O 1．反相比例放大器 电路如图1所示。
当开环增益为 ∞（大于104以上）时，反相放大器的闭环增益为： 1R R U U A f I O uf -== （1） 图1 反相比例放大器 由上式可知，选用不同的电阻比值R f / R 1，A uf 可以大于1，也可以小于1。
若R 1 = R f ， 则放大器的输出电压等于输入电压的负值，因此也称为反相器。
放大器的输入电阻为：R i ≈R 1直流平衡电阻为：R P = R f // R 1 。
其中，反馈电阻R f 不能取得太大，否则会 产生较大的噪声及漂移，其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。
R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。
2．同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高，输出电阻很低的特点，广泛用于前置放大器。
电路原理图如图2所示。
当开环增益为 ∞（大于104以上 图2 同相比例放大器 ）时，同相放大器的闭环增益为：1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== （2） 由上式可知，R 1为有限值，A uf 恒大于1。
同相放大器的输入电阻为：R i = r ic其中： r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻，一般为108Ω；放大器同相端的直流平衡电阻为：R P = R f // R 1。
若R 1 ∞（开路），或R f = 0，则A u f 为1，于是同相放大器变为同相跟随器。
此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流，因此 U可视作电压源，是比较理想的阻抗变换器。
1倍运算放大器电路
1倍运算放大器电路1.引言1.1 概述概述:1倍运算放大器电路是一种电子电路，用于将输入信号放大至相同的输出信号。
它是一种特殊的电路，可以将输入信号放大一倍，并将其输出。
1倍运算放大器电路通常由运算放大器、电阻网络和反馈路径组成。
运算放大器是这个电路中最重要的组件，它能够增大电压信号的幅度，并将其输出给下一级电路。
电阻网络用于确定输入和反馈路径之间的放大倍数，使得输出信号等于输入信号的两倍。
1倍运算放大器电路具有广泛的应用领域。
它可以用于信号放大、滤波和电路调节等方面。
在音频放大器、通信设备和仪器测量中，1倍运算放大器电路常常被用于放大小的输入信号，从而提高信号的强度和清晰度。
1倍运算放大器电路的优势在于其简单性和灵活性。
由于其基本原理简单明了，所以它的设计和实现相对容易。
此外，它的输出信号与输入信号成正比，因此可以轻松进行信号放大和缩小的控制调节。
未来，1倍运算放大器电路可能会在更多的领域得到应用。
随着科技的发展和需求的增长，对于信号放大和调节的需求将会不断增加。
因此，1倍运算放大器电路有望进一步发展和改进，以适应不同领域的要求，并在电子电路设计中扮演重要的角色。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来展开讨论1倍运算放大器电路的相关内容：1. 引言：首先，我们将对1倍运算放大器电路进行概述，介绍其基本原理和作用。
2. 正文：2.1 什么是1倍运算放大器电路：在这一部分，我们将详细解释1倍运算放大器电路的定义和组成部分，包括不同的器件和元件，并介绍其基本工作原理。
2.2 1倍运算放大器电路的应用领域：在这一部分，我们将探讨1倍运算放大器电路在实际应用中的一些具体领域，如通信、测量和控制等，并举例说明其使用的优势和效果。
3. 结论：3.1 1倍运算放大器电路的优势：在这一部分，我们将总结1倍运算放大器电路的优势和特点，包括其高增益、低失真和稳定性等方面的优势，并分析其在实际应用中的作用。
经典的运算放大器基本电路大全
运算放大器基本电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
常用运算放大器16个基本运算电路
5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示，
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为：
uo = −R2C1 dui dt
式中， R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中，Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3， 电路才能稳定工作，当 f = fo 时，带通滤波器具有最大电压增益 Auo ，其值为：
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示，
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电 流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需 要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_
运算放大器详细的应用电路(很详细)
积分电路的其它用途：
去除高频干扰
将方波变为三角波
移相
在模数转换中将电压量变为时间量
§8.3?积分电路和微分电路
8.3.2?微分电路
微分实验电路
把三角波变为方波
（Vi：三角波，频率 1KHz，幅度 0.2V）
输入正弦波
（Vi：正弦波，频率 1KHz，幅度 0.2V）
思考：输入信号与输出信号间的相位关系？
根据与 R1?、Rf?的关系，集成运放两输入端外接电阻的对称条件。
计算出：R=3979Ω?取 R=3.9KΩ 2．根据Ｑ值求和，因为时，根据与、的关系，集成运放两输入端外接电阻的对称条件
例题 1 仿真结果 例题与习题 2 LPF 例题与习题 2 仿真结果 例题与习题 3 HPF 例题与习题 3 仿真结果 例题与习题 4 例题与习题 4 仿真结果 vo1:红色 vo?:蓝色
、
e.?全通滤波器(APF)?
4.?按频率特性在截止频率 fp 附近形状的不同可分为 Butterworth,?Chebyshev?和?Bessel 等。 理想有源滤波器的频响： 滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的
干扰。滤波过程如图所示。 §8.6?有源滤波电路 8.6.2?低通滤波电路?(LPF) 低通滤波器的主要技术指标
组成：简单 RC 滤波器同相放大器特点：│Avp?│>0，带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差。 二.?性能分析
有源滤波电路的分析方法: 1.电路图→电路的传递函数 Av(s)→频率特性 Av(jω) 2.?根据定义求出主要参数 3.?画出电路的幅频特性 一阶 LPF 的幅频特性: 8.6.2.2?简单二阶?LPF
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2、电压跟随器
V
按表2进行
3、反相加法器
测试反相加法器的输入、输出电压，并 与估算值比较 。
VI1 0.2 VI2 0.3 VO（测） （ V） VO （估） （ V） --1.3V 误差 R1 R2 R3
（V）
（V）
10K
10K
20K
估算值计算： VO（V）= –（V I1 + VI2）
R3= R1//R2//RF 求得R3
μ A741
调零
–
+
--12V
实验器件
集成运放μA741调零用法如图6-7所示。
电位器可变端接 4脚 (-VEE) 1脚 RW 100k 图6-7 注意: 所谓调零是直流调零。为了减少测量误差, 进行直流运算前,要先调零。 5脚
μA741的工作电压 ±15V。 正负电源: 具体接法： 把A、B两路稳压电源调到 12V。将＋15V的输出接
各元件按自 己设计值
用示波器观察并记录输入、输出波形（标注主要参 数），比较相位关系 。 讨论输出波形与积分常数的关系 。
11
报告要求
按实验指导书 注意：不要照抄！ 按要求去做， 回答问题。
实验二
集成运放组成的
基本运算电路
实验器件
由于集成运放具有高增 益、高输入电阻的特点，它组 成运算电路时，必须工作在深 度负反馈状态，此时输出电压 与输入电压的关系仅取决于反 馈电路的结构与参数，因此， 把它与不同的外部电路连接， 可实现比例、加法、减法等数 学运算。
iN
－ A
vN vP
iP
＋
＋
vO
取R标称相近值
3、反相加法器
V I1
直流可 调信号 源 0.1V--1V
V
V I2
地
按表3进行
各电阻按自 己设计值
Rf=100k
4、 积分电路
ui
信 号 源 ch1
R1 10 k R’ 9.1 k
+15 v
②- ⑦ UA741 ③+ ④ ⑥
6
uo
ch2
-15v
反相积分电路:在反向比例电路的输入/输 出间(电阻Rf )并联0.1和 0.01uf的电容 . 输入方波 ui (1khz, 1Vp－p), 注意：采用直流耦合方式！
图2—1
实验器件
双电源单运放集成电路 μA741
集成运放μA741的管脚排列
μA741共有8个引脚，是个 双电源、单运放器件,同名 端在左下端。 2脚是反向输入端，3脚是同向 输入端, 6是输出端，4脚是负 电源端，7脚是正电源端，1、5 是调零端， 8是空脚。
8
1 +12V 调零
Vo
7
2
6
3
5
4
V
Rf
100k
+
VI
R1
vP
100K ＋ A
10k–Βιβλιοθήκη VN－R2 9.1k
＋
Vo
V
1、反相比例运算
（1）测试反相比例放大器的输入、输出电压，求电 压放大倍数并与估算值比较（按表1） 。 理论估算：
RF AV R1
实测值计算：
A V VO VI
（2）用示波器观察并记录输入、输出波形（标注主 要参数），比较相位关系 。
集成块的正电源端（7脚） ，同时将–15V输出接集成块的负电源 端（4脚），然后将稳压电源的地与被测电路的地相连。待测量电 路接好，检查无误后，再打开电源。
＋
A
直 流 稳 压 电 源 取自实验台±15V － ＋ B
－
7脚 +15V 共地
4脚 –15V
1、反相比例运算
If Ii
直流可 调信号 源 0.05V--0.5V