电工电子实验报告实验4.6运算放大器的线性应用
运算放大器线性应用
运算放大器的线性应用实验目的1.掌握检查运算放大器好坏的方法。
2.掌握运算放大器组成比例，求和运算，积分运算电路的工作原理以及运算功能。
3.掌握以上各种应用电路的组成及其测试方法。
实验仪器1.双踪示波器X12.函数发生器X13.数字万用表X14.直流稳压电源X15.运算放大器X1；面包板X1；电阻若干；导线若干实验原理1.运算放大器是一种包含许多晶体管的集成电路，其作用是把输入电压放大一定倍数后在输送出去，其输出电压与输入电压的比值称为电压的放大倍数。
2.在集成运放应用的电路中，运放的工作范围有两种：工作在线性区（指输入电压U0与输出电压Ud成正比时的输入电压范围）或工作在非线性区。
3.集成运放工作在线性区有两个特点：虚短：集成运放两个输入端之间的电压接近于零。
虚断：流入集成运放两个输入端的电流可视为零。
4. UM741的引脚图：实验内容：基本操作：将电源1，电源2分别调为12V，将电源1的黑色夹子接在放大器的引脚4（正电源端），将电源2的黑色夹子接在放大器的引脚11（负电源端），接着电源1,2的红色夹子接在一起(接地端)，使电源输出±12V。
(1).运算放大器的好坏检测实验电路图：实验步骤：1.调节信号发生器，并将红色夹子接在放大器的引脚3（同相输入端），使其输入1kHz，1V峰峰值的正弦波信号Ui，黑色夹子接地。
2.将引脚2用导线接在引脚14（输出端口4），并将示波器的红色夹子接在引脚14上，黑色夹子接地。
3.观察示波器上显示的输出电压U0；比较Ui与U0的大小。
实验结果：(2)反相比例运算放大器实验电路图：实验步骤：1.如图连接电路，在反相输入端接入直流电压Ui。
2.根据下表内容进行测量，并完成表格，绘制传输特性。
实验结果：(3)积分电路实验电路图：操作步骤：1.如上图所示连接电路，并输入峰峰值为2V，f=1kHz的正弦信号。
2.观察并记录示波器上Ui，U0的波形，绘制波形。
实验结果：(4)积分电路操作步骤：1.如图连接电路，并输入峰峰值为2V ，f=1kHz的方波信号。
运算放大器实验报告
运算放大器实验报告运算放大器实验报告引言运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种广泛应用于电子电路中的集成电路元件。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，被广泛用于信号放大、滤波、积分、微分等各种电路中。
本实验旨在通过实际操作，深入了解运算放大器的基本原理和应用。
实验目的1. 了解运算放大器的基本原理和特性；2. 熟悉运算放大器的实际应用；3. 掌握运算放大器的参数测量方法。
实验装置和材料1. 运算放大器实验箱；2. 直流电源；3. 电阻、电容等基本元件；4. 示波器、信号发生器等测试仪器。
实验步骤1. 搭建基本的运算放大器电路，并接通电源；2. 测量运算放大器的输入和输出电压，并计算增益；3. 将运算放大器用于反相放大电路，并测量增益；4. 将运算放大器用于非反相放大电路，并测量增益；5. 将运算放大器用于比例积分放大器电路，并测量增益和相位延迟；6. 将运算放大器用于差分放大器电路，并测量增益和共模抑制比。
实验结果与分析1. 在基本的运算放大器电路中，输入电压为1V，输出电压为10V，计算得到增益为10。
这符合运算放大器的基本特性，即输出电压等于输入电压乘以增益。
2. 在反相放大电路中，输入电压为1V，输出电压为-10V，计算得到增益为-10。
反相放大电路可以将输入信号进行180度的相位翻转，并放大到一定倍数。
3. 在非反相放大电路中，输入电压为1V，输出电压为10V，计算得到增益为10。
非反相放大电路可以将输入信号放大到一定倍数，但不改变其相位。
4. 在比例积分放大器电路中，输入为正弦波信号，通过测量输出电压和输入电压的相位差，计算得到增益和相位延迟。
增益和相位延迟与输入信号频率呈正相关关系。
5. 在差分放大器电路中，输入为两个不同的信号，通过测量输出电压和输入电压的差值，计算得到增益和共模抑制比。
差分放大器电路可以将两个输入信号的差值放大到一定倍数，并抑制它们的共同模式信号。
集成运算放大器的线性应用（思考题解答）
实验四 集成运算放大器的线性应用（思考题解答）1. 理想集成运算放大器具有哪些特点？答:电压放大倍数A v →∞，输入电阻R i →∞，输出电阻R O →0，共模抑制比K CMRR →∞，带宽BW →∞，无零点漂移和温漂等。
2. 运放具有虚短、虚断的条件是什么？你能否根据运放输出电压的大小判断其是否存 在虚短、虚断？答: 运放具有虚短、虚断的条件是电路有深度负反馈，集成运放工作在线性放大区.如果集成运放输出电压的大小达到最大输出电压幅度V OM (如本实验中V CC 为12V ，则V OM 约为10.5V 。
)，则说明运放已工作在限幅区,此时虚短特点不再存在，而虚断成立。
3．实验内容1、2中，当V i = 2V 时，理论上分析反相端电位V –应为多大？答：实验内容1，电路如图：若V i = 2V ，则运放工作在限幅区， V o=-10V(为计算方便起见，假定V OM =10V)。
应用叠加原理可计算得：VV R R R V R R R V o f i ff 91.0)10(1001010210010100111=-⋅++⋅+=+++=-实验内容2，V i = 2V 时，V -的数值请自行分析。
4．图4—6（b ）电路，说明当输入信号频率远大于CR 21f f o ⋅π=时，电路为积分电路，输入信号频率远小于f o 时，则电路为一个反相输入比例放大器的理由。
答：如图电路：若输入信号V i 的频率CR f f f π210=>>时，则有fC R f π21>> ，f R 的影响可忽略，视为开路， 所以电路即为积分电路。
若C R f f f π210=<<时，则有fCR f π21<< ，C 的影响可忽略，视为开路，所以电路即为反响输入比例放大器。
5432TitleR fR R R LA+p =R f //R 11--++V o V i 100K10K321A+A +CCR fR =R Rp R //R fV oV oV i V i。
运放的线性运用
R’
+ u0 -
运算放大器的线性应用
6、加法与减法运算电路（1） 加法与减法运算电路（ ①反向加法器： 输入信号均加入反向端 平衡电阻R’=R1//R2//R3//Rf 若取R1=R2=R3=R，则
R’ ui3 ui2 ui1 R3 R2 R1 i2 i1 Δ ∞ + + i3 if Rf
u0
uo= −
0.1 ui(mV)
-10 线性区
运算放大器的线性应用
2、线性运放的分析特点 设U+与U-为运放同相与反相端的电位， 因为对于理想运放有Aod=∞，所以
UU+ RF
Δ A + uo
+
U+=U-（虚短） （虚短）
设I+与I-为同相与反相端的输入电流， 因为对于理想运放有rid=∞，所以
ui1 uid ui2 + rid ro + uo -
运算放大器的线性应用
Rf
1、运放线性运用的条件： 运放线性运用的条件： 引入深度负反馈
+ ui -
R1
Af =
当 1 + AF
A 1 + AF
Δ ∞ + + R’
+ u0 -
1 = 1 时， Af ≈ AF F
A
uo(V) 10 -0.1 0
非线性区
因此，引入深度负反馈后，闭环增益 与开环增益无关，而实际中F并不趋近 于零，因此放大器可实现线性工作
Rf R
(ui1 + ui 2 +u i 3 )
运算放大器的线性应用
6、加法与减法运算电路（2） 加法与减法运算电路（ ②同向加法器：
运算放大器的应用实验报告
运算放大器的应用实验报告运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子元件，在电子电路中有着广泛的应用。
本实验旨在通过实验操作，加深对运算放大器的工作原理和应用特性的理解，同时掌握运算放大器在电路中的具体应用。
一、实验目的。
1. 了解运算放大器的基本工作原理；2. 掌握运算放大器的基本参数测量方法；3. 学习运算放大器在电路中的应用，包括比较器、放大器、积分器和微分器等。
二、实验仪器与设备。
1. 示波器。
2. 直流稳压电源。
3. 示波器探头。
4. 运算放大器集成电路。
5. 电阻、电容等元件。
6. 实验电路板。
7. 万用表。
三、实验原理。
运算放大器是一种差动放大器，具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益和宽带宽等特点。
在实验中，我们将通过测量运算放大器的输入输出特性、电压增益、输入偏置电流等参数，来了解其基本特性。
运算放大器在电路中的应用非常广泛，比如在比较器电路中，当输入电压超过一定阈值时，输出电压会发生跳变；在放大器电路中，运算放大器可以放大微弱的信号；在积分器和微分器电路中，可以实现信号的积分和微分运算。
四、实验内容与步骤。
1. 搭建运算放大器的输入输出特性测量电路，通过改变输入电压，测量输出电压与输入电压的关系曲线；2. 测量运算放大器的电压增益，并分析其影响因素；3. 搭建运算放大器的比较器电路，观察输入电压与输出电压的关系；4. 搭建运算放大器的放大器电路，测量放大电路的电压增益；5. 搭建运算放大器的积分器和微分器电路，观察输入输出波形，并分析其特性。
五、实验数据与分析。
1. 输入输出特性曲线如图所示（图表略），通过测量得到的数据绘制曲线，可以看出运算放大器的输入输出特性呈线性关系；2. 测量得到的电压增益为100，经分析发现电阻值的选择对电压增益有一定影响，需要合理选择电阻值以满足设计要求；3. 比较器电路的实验结果表明，运算放大器在一定输入电压范围内输出电压保持稳定，一旦超过阈值，输出电压会发生跳变；4. 放大器电路的实验结果显示，运算放大器可以有效放大输入信号，且放大倍数与电阻值的选择有关；5. 积分器和微分器电路的实验结果表明，运算放大器可以实现信号的积分和微分运算，输出波形与输入波形呈现出相应的积分和微分关系。
电工电子实验运算放大器的线性应用
同时用万用表测量Ui1和 输出电压UO，应有UO = Ui1，否则，运放是坏的。 （Ui1可在正、负5V范围 内调整的直流电压）
+5V Ui1 -5V
5
1 同相比例放大器
v 1．基本原理 图为同相比例放大器，若运算放大器是理想的，
则放大倍数为：
AU
UO Ui
1 Rf R1
输出电压为：
UO
AU
Ui
-2.56
2.56
2
-1V
0.1 V
1.44
1ms
0.1410
-0.141
14
-1
12
v 3.调测注意Biblioteka 项+5V ±0.2V -5V
A．运放使用的是±9V双电源，电压值应尽量 对称，连接方法要正确。
B．Ui2用实验箱上电位器分压取得，调整为 +1V（或－1V），用万用表测量。
C．取信号发生器的正弦交流电压，调整 Ui1=0.1V（有效值，用毫伏表测量）。需注意 核查和消除信号发生器输出中的直流偏移（直
Rf R1
输出电压为：
UO
AU
Ui
Rf R1
Ui
8
v 2．设计要求
放大倍数 AU=-10
v 3 ．输入电压
输入电压Ui=0.1V（有效值），频率为1KHz的 交流电压
分别观测、记录输出电压的波形及电压值 以及周期和相位关系。
9
3、反相加法器
一．基本原理
图是反相加法器，若 运算放大器是理想 的：
流偏移旋钮置零或信号发生器输出不平衡）。
D．用双踪示波器观察Ui1和UO（耦合方式为直 流），无失真。画出输出波形（注意极性关系、
输出偏移关系、标注相关参数）。
电工电子实验报告实验46运算放大器的线性应用
电工电子实验报告实验46运算放大器的线性应用
实验目的：
1.了解运算放大器的基本原理和特性；
2.了解运算放大器在线性应用中的应用；
3.掌握运算放大器的性能参数的测试方法。
实验仪器和材料：
1.运算放大器集成电路；
2.函数发生器；
3.直流电源供电电路；
4.信号发生器；
5.锁相放大器；
6.示波器。
实验原理：
运算放大器是一种特殊的放大器，它的主要特点是输入电阻极大，输
出电阻极小，倍数稳定。
运算放大器一般由差动放大器、输入级、中间级、输出级和负反馈电路组成。
实验步骤：
1.将运算放大器集成电路插入插座中，接入电源电压；
2.使用函数发生器产生一个频率为1kHz的正弦信号，调整振幅为1V；
3.将信号源连接到运算放大器集成电路的非反相输入端，将运算放大器集成电路的输出端连接到示波器的通道1；
4.调整示波器的刻度，使正弦信号波形在示波器屏幕上显示完整；
5.调整函数发生器的频率，并观察示波器屏幕上信号波形的变化；
6.测量运算放大器的输入电阻、输出电阻。
实验结果：
通过实验可以观察到随着函数发生器频率的变化，示波器屏幕上信号波形的变化情况。
当频率较低时，波形显示完整；当频率逐渐增加时，波形开始变形，幅度逐渐减小。
实验总结：
通过本次实验，我们深入了解了运算放大器的基本原理和特性，学会了运算放大器在线性应用中的应用。
同时，我们还掌握了运算放大器的性能参数的测试方法，如输入电阻、输出电阻的测量方法。
运算放大器在电子电路中具有广泛的应用，对于电子工程专业的学生来说，掌握运算放大器的使用非常重要。
实验六 集成运算放大器的线性应用(最全)word资料
实验六集成运算放大器的线性应用(最全)word资料实验六 集成运算放大器的线性应用一、设计目的1．熟悉µA741集电路使用技术要求。
2．掌握µA741的运算电路的组成，并能验证运算的功能。
二、电路结构及说明1．反相放大器电路结构：理想条件下，表达式：1f i o u R Ru u A -==。
说明：21R R =时电路保持平衡。
2．同相放大器电路结构理想条件下，表达式：1f i o u 1R R u u A +==。
说明：21R R = ，f 3R R =电路保持平衡，减少输入引起失调电压的误差。
3．反相比例加法器电路结构 理想条件下，表达式)(B A 4fo u u R R u +-=。
说明：43R R =，543//R R R =电路保持平衡；单电源供电，利用分压方式得A u 、B u 。
4．差动减法器电路结构 理想条件下，达式)(B A 3fo u u R R u --=。
说明：43R R =电路保持平衡。
5．反相积分器电路结构理想条件下，表达式：dt t u CR u )(1i 1o ⎰-=。
说明：输入方波信号，输出是输入对时间的积分，负号表示输入与输出反相。
当输入电压为方波时，输出电压为三角波，其输出电压的峰值为：)2(211P -SP P -OP TC R u u -=（1）C 为反馈元件。
f R 为分流电阻,它是给直流反馈提供通路避免失调电压在输出端产生积累电荷，使积分器产生饱和，f R 取大些可改善积分线性。
（2）21R R =保持电路平衡。
（3）当选择时间常数T C R ==1τ时，那么：P -SP 1P -SP P -OP 41)2(21u T C R u u -=-=。
（其中T 表示信号频率的周期） 三、实验仪器1. 直流稳压电源 一台 2．函数信号发生器 一台 3．示波器 一台 4．晶体管毫伏表 一台 5．数字万用表 一块 四、设计要求和内容1．反相放大器。
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一、实验目的
1．进一步理解运算放大器线性应用电路的结构和特点。
2．掌握电子电路设计的步骤，学会先用电子设计软件进行电路性能仿真和优化设计，再进行实际器件构成电路的连接与测试方法。
3．掌握运算放大器线性应用电路的设计及测试方法。
二、实验仪器与器件
1.双路稳压电源1台
2.示波器 1台
3. 数字万用表1台
4. 集成运算放大器μA741 2块
5. 定值电阻若干
6.电容若干
信号源3块
8.电位器2只
三、实验原理及要求
运算放大器是高放大倍数的直流放大器。
当其成闭环状态时，其输入输出在一定范围内为线性关系，称之为运算放大器的线性应用。
运放线性应用时选择合理的电路结构和外接器件，可构成各种信号运算电路和具有各种特定功能的应用电路。
选择适当个数的运算放大器和阻容元件构成电路实现以下功能：
1. U o=Ui
2．U O= 5U i1+U i2（R f=100k）；
3．U O= 5U i2-U i1（R f=100k）；
4．U O= - +1000∫u idt）（C f=μF）；
5．用运放构成一个输出电压连续可调的恒压源(要求用一个运放实现 )；
6．用运放构成一个恒流源(要求用一个运放实现 )；
7. 用运放构成一个RC正弦波振荡器（振荡频率为500Hz）。
四、实验电路图及实验数据
1. U o=Ui
2．U O= 5U i1+U i2（R f=100k）
3．U O= 5U i2-U i1（R f=100k）；
4．U O= - +1000∫u idt）（C f=μF）；
5．用运放构成一个输出电压连续可调的恒压源(要求用一个运放实现 )；
6．用运放构成一个恒流源(要求用一个运放实现 )；
7. 用运放构成一个RC正弦波振荡器（振荡频率为500Hz）
五. 分析实验数据和波形可知：电路仿真得到的结果要比实测结果更接近于理论计算值，可能原因有1. 实验室中的电子元件有误差 2. 一些电阻在实验室中没有，遂用阻值接近的电阻代替
六. 试验中遇到的故障：在实物搭建第二个电路的时候输入正确的电压值却得不到应得的输出电压，经检查发现第二个运算放大器未接15V的电源
七. 心得体会
在进行电子电路设计的时候，应首先用电子设计软件进行电路性能仿真和优化设计，再进行实际器件构成电路的链接与测试，以缩短设计时间，减少设计成本，并提高成功率。