运算放大器为什要调零？
使用运算放大器应注意的几个问题
使用运算放大器应注意的几个问题1、选用元件集成运算放大器按其技术指标可分为通用型、高速型、高阻型、低功耗性、大功率型、高精度型等；按其内部电路可分为双极型(由晶体管组成)和单极型(由场效晶体管组成)；按每一集成片中运算放大器的数目可分为单运放、双运放和四运放。
通常根据实际要求来选用运算放大器。
如测量放大器的输入信号微弱，它的第一级应选用高输入电阻、高共模抑制比、高开环电压放大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大器。
选好后，根据管脚图和符号图连接外部电路，包括电源、外接偏置电阻、消振电路及调零电路等。
2、消振由于运算放大器内部晶体管的极间电容和其他寄生参数的影响，很容易产生自激振荡，破坏正常工作。
为此，在使用时要注意消振。
通常是外接RC消振电路或消振电容，用它来破坏产生自激振荡的条件。
是否已消振，可将输入端接“地”，用示波器观察输出端有无自激振荡。
目前由于集成工艺水平的提高，运算放大器的内部已有消振元件，毋需外部消振。
3、调零由于运算放大器内部参数不可能完全对称，以至于当输入信号为零时，仍有输出信号。
为此，在使用时要外接调零电路。
如图所示的F007运算放大器，它的调零电路由-15V，1kΩ和调零电位器组成。
先消振，再调零，调零时应将电路接成闭环。
一种是无输入时调零，即将两输入端接“地”，调节调零电位器，使输出电压为零。
另一种是在有输入时调零，即按已知输入信号电压计算输出电压，而后将实际值调整到计算值。
4、保护（1）输入端保护当输入端所加的差模和共模电压过高时会损坏输入级的晶体管。
为此，在输入端接入反向并联的二极管，如图1所示，将输入电压限制在二极管的正向电压降以下。
（2）输出端保护为了防止输出端电压过大，可利用稳压管来保护，如图2所示，将两个稳压管反向串联，将输出电压限制在()的范围内。
是稳压管的稳定电压，是它的正向电压降。
图1输入端保护图2 输出端保护（3）电源保护为了防止正、负电源反接，可用二极管来保护，如图3所示。
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。
集成运算放大器全篇
习题判16
七、 微分器
iF R
i1 C ui
R2
– +
+
u–= u+= 0
uo
若输入： ui sin t
ui
则：uo RC cost RC sin(t 90 ) 0 uo
0
iF
uo R
i1
C
dui dt
i1 iF
uo
RC
dui dt
t t 习题判19
微分是积分的逆运算。因此，只要将积分运算电路 中R和C的位置互换，就能形成微分器基本电路。如果 说，积分电路能够延缓信号的传输，那么微分电路则能 加快信号的传输过程，微分器又称D调节器。
(2)无调零引出端的运放调零。有些运放是不设调零引出端 的，特别是四运放或双运放等因引脚有限，一般都省掉调零端。 用作电压比较器的运放，无需调零；用作弱信号处理的线性电 路，需要通过一个附加电路，引入一个补偿电压，抵消失调参 数的影响，几种附加的调零电路如图1-14所示。 调零电路的接人对信号的传输关系应无影响，故图l-14a和图l14b加入了限流电阻R3，R3的阻值要求比R1大数十倍，若R1 =10 kΩ， R3可取200 kΩ。图l-14c和图l-14d为不用调零电源 (+U和-U)的调零电路，通过调节电位器RP，可以改变输入偏置 电流的大小，以调整电消振措施 1)区分内外补偿。从产品手册或产品说明书上可查到补偿方法， 如F007型运放往往把消振用的RC元件制作在运放内部。大部分 没有外接相位补偿（校正）端子的运放，均列出补偿用RC元件 的参考数值，按厂家提供的参数，一般均能消除自激。 2)补偿电容与带宽的关系。有时按厂家提供的RC参数不能完全 消除自激。此时若加大补偿电容的容量，可以消除自激。对于 交流放大器，则必须注意补偿元件对频带的影响，不应取过大 的电容值，要选取适当的电容值，使之既能消除振荡，又能保 持一定的频带宽度。此外，对应不同的闭环增益，所需的补偿 电容和补偿电阻也不同。在选取补偿元件时，可以按以下原则 掌握：在消除自激的前提下，尽可能使用容量小的补偿电容和 阻值大的补偿电阻。
工程中几种实用的运算放大器调零方法
调节的振荡电路,通过隔离变压器耦合输出给传感器作电极电源,最大限度地抑制了极化的程度和速度。
系统计时功能由M C146818实时时钟接口芯片完成,为的是在测流阶段不占用CPU的时间,并且利用芯片50个字节的带掉电保护RAM来进一步扩展仪器的功能。
系统软件结构主要分为监控管理层和实时处理层共8k字节,其中子程序占了很大的篇幅,程序用汇编语言编写,以模块的形式固化在EPROM 中,调用十分方便。
3 测流结果分析由于测量是间歇进行的,一般采取连续等精度测量10次,再按概率统计的原理,用格拉布斯准则对测量值进行判断,最后由仪器打印出流量测量的平均结果和随机不确定度:Q=1n∑ni=1Q i(3)ΡQ=±∑ni=1(Q1-Q)2Q×100%(4) 式中n——剔除粗差后所剩测量数据的个数通过对比实验和在省内的几座泵站推广使用,证明仪器达到设计要求。
参考文献[1] 徐庆山.信号与系统.西安:航空工业出版社,1990.50～168[2] 谢剑英.微型计算机控制技术.北京:国防工业出版社,1996[3] 涂植英.过程控制系统.北京:机械工业出版社,2000工程中几种实用的运算放大器调零方法● 承德石油高等专科学校 杜卫华摘 要:运算放大器失调电压和失调电流的存在,影响电路的整体性能及测控精度,针对不同种类的运算放大器,采用合理的补偿方法可以消除其影响。
关键词:运算放大器;失调电压和失调电流;调零中图分类号:TH862 文献标识码:A 文章编号:1009-0894(2002)02-055-02运算放大器在测试、仪表、控制等各个领域均有广泛的应用,但是它存在失调电压和失调电流,因而,当它的两个输入端均为零输入(同相端、反相端均接地)时,其输出端总存在着±(0.2—10)mV的电压,即使精密运放也存在一个几十微伏的输出电压。
失调电压的存在对于测量会带来极大的误差,因此必须予以补偿。
1.对带有失调电压调整端子的运算放大器,采用附图1.1的方法有些运算放大器具有失调电压调整端子,这时可以在1脚和5脚间接一个100K8的线绕电位器,最好是多圈电位器,将负电源V-接到电位器的中心抽头。
集成运算放大器基础知识概论
集成运算放大器基础知识目前广泛应用的电压型集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。
在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络，可实现不同用途的电路，例如利用集成运算放大器可非常方便的完成信号放大、信号运算（加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等）、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。
集成运算放大器的种类非常多，可适用于不同的场合。
3.2.1 集成运算放大器的分类按照集成运算放大器的参数来分，集成运算放大器可分为如下几类。
1．通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。
例μA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2．高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般r id＞（109~1012）Ω，I IB为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3．低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设计的。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4．高速型运算放大器在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率S R一定要高，单位增益带宽BW G一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
实验七集成运算放大器指标测试
实验七集成运算放大器指标测试一、实验目的1、掌握运算放大器主要指标的测试方法。
2、通过对运算放大器μA741指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。
二、实验原理集成运算放大器是一种线性集成电路，和其它半导体器件一样，它是用一些性能指标来衡量其质量的优劣。
为了正确使用集成运放，就必须了解它的主要参数指标。
集成运放组件的各项指标通常是由专用仪器进行测试的，这里介绍的是一种简易测试方法。
本实验采用的集成运放型号为μA741（或F007），引脚排列如图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KΩ的电位器并将滑动触头接到负电源端。
⑧脚为空脚。
1、μA741主要指标测试图7－1 μA741管脚图图7－2 U0S、I0S测试电路1）输入失调电压U 0S理想运放组件，当输入信号为零时，其输出也为零。
但是即使是最优质的集成组件，由于运放内部差动输入级参数的不完全对称，输出电压往往不为零。
这种零输入时输出不为零的现象称为集成运放的失调。
输入失调电压U 0S 是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。
失调电压测试电路如图7－2所示。
闭合开关K 1及K 2，使电阻R B 短接，测量此时的输出电压U 01 即为输出失调电压，则输入失调电压O1F11OS U R R R U +=实际测出的U 01可能为正，也可能为负，一般在1～5mV ，对于高质量的运放U 0S 在1mV 以下。
测试中应注意：a 、将运放调零端开路。
b 、要求电阻R 1和R 2，R 3和R F 的参数严格对称。
2）输入失调电流I 0S输入失调电流I 0S 是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差，B2B1OS I I I -=输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级两个晶体管β的失配度，由于I B1 ，I B2 本身的数值已很小（微安级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图7－2所示，测试分两步进行a 、 闭合开关K 1及K 2，在低输入电阻下，测出输出电压U 01 ， 如前所述，这是由输入失调电压U 0S 所引起的输出电压。
模拟电路实验思考题
1．常用电子仪器的使用实验思考题1）什么是电压有效值？什么是电压峰值？2）常用交流电压表测量的电压值和用示波器直接测量的电压值有什么不同？3）在用示波器测量交流信号的峰值和频率时，如何操作其关键性的旋钮才能尽可能提高测量精度？2．晶体管主要参数及特性曲线的测试实验思考题1）为什么不能用500HA型指针式万用表的R×1Ω和R×10Ω档量程测量工作极限电流小的二极管的正向电阻值？2）用500HA型指针式万用表的不同量程测量同一只二极管的正向电阻值，其结果不同，为什么？提示：根据二极管的输入特性曲线和指针式万用表“Ω”档的等效电路，结合测试原理分析回答。
3．差分放大器实验思考题1）典型差分放大器与恒流源差分放大器最主要的特点和区别是什么？2）什么叫差分放大器的差模输入和共模输入？两者的输入电阻值有什么不同？3）简述差分放大器在差模输入和共模输入时，单端输出和双端输出的电压增益情况。
4．单管放大器的设计与测试实验思考题1）电阻R C和R L的阻值变化对放大器的电压增益有何影响？2）放大器的上、下偏置电阻R B和R2的阻值若按比例同时取得过小，将对放大器的静态性能和动态指标产生什么影响?3）电容C3若严重漏电或者容量失效而开路，分别会对放大器产生什么影响？5. 场效应管放大器的设计与调测实验思考题1）场效应管放大器的优缺点有哪些？2）为什么测量场效应管的输入电阻时要用测量输出电压的方法？3）一般不能用指针式万用表的直流电压档直接测量场效应管的V G S Q，为什么？6.集成功率放大器的应用实验思考题1）测量集成功放的输入电阻r i，为什么一般要采用测量输出电压的方法？2）集成功放内部电路共有4级放大器组成，其各级放大器各有什么主要功能和特点？3）实验测量和其结果均须满足如下条件：V o R<V o≤V o L M，V i«V o L≤V o L M，说明其理由。
7.直流稳压电源的设计与应用实验思考题1）桥式整流电容滤波电路的输出电压V I A V是否随负载的变化而变化？为什么？2）在测量ΔV O时，是否可以用指针式万用表进行测量？为什么？3）图2-16所示电路中C2和C3各起什么作用？如果不用C2和C3将可能出现什么现象？8.负反馈放大器实验思考题1）负反馈放大器有哪4种组成形式，各种组成形式的作用是什么？2）如果把失真的信号加入到放大器的输入端，能否用负反馈的方式来改善放大器的输出3真波形？6）如果在图2-3所示的电路中三极管的发射极串联一个100Ω的电阻形成电流串联负反馈放大器。
用运算放大器设计万用表论文
用运算放大器组成万用表摘要 (2)一引言 (3)1.1 万用表的结构 (3)1.2 万用表的几个重要参数 (3)1.3 万用表特性说明 (4)二目的及意义 (5)2.1目的及意义 (5)2.2设计要求 (5)三基本原理 (5)3.1 运算放大器的工作原理 (5)3.2运算放大器调零电路原理 (7)3.3万用表工作原理及参考电路 (8)3.3.1直流电压表 (8)3.3.2直流电流表 (8)3.3.3 交流电压表 (9)3.3.4 交流电流表 (10)3.3.5 欧姆表 (10)四电压表的电路设计 (11)4.1总电路图 (11)4.2直流电流的测量结果及其电路图（A=1,B=0）： (12)4.3 交流电流的测量结果及其电路图（A=0，B=0）： (13)4.4 直流电压的测量结果及其电路图（A=1，B=1）： (14)4.5 交流电压的测量结果及其电路图（A=0，B=1）： (14)4.6欧姆表调试记录： (15)4.7以下是独立的几个图，分别是交流电压图、直流电压图、直流电流图和交流电流图 (16)五注意事项 (16)六心得体会 (16)摘要万用电表简称万用表或三用表，在国家标准中称作复用表。
万用电表实际上是一种可以进行多种项目测量的便携式仪器，主要用于测量电压、电流、电阻。
另外可粗略判断电容器、晶体三极管及二极管、集成电路等元器件的性能好坏。
在测量中，万用电表的接入因不影响被测电路原来的工作状态，这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。
但实际上，万用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100uA的表头，其内阻约为1 K ，用它进行测量时将会影响被测量，会引起误差。
此外，交流电表中整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。
如果在万用电表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。
在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。
运算放大器电路性能的优劣直接影响到万用表的性能。
最简单讲解运算放大器的工作原理
最简单讲解运算放大器的工作原理运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。
一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。
最基本的运算放大器如图1-1。
一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。
通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positive feedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
开环回路运算放大器如图1-2。
当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如下：Vout = ( V+ -V-) * Aog其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loop differential gai由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。
因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。
闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。
集成运算放大器的调试
集成运算放大器的调试摘要：在中专电子技术课程教学中，集成运算放大器的调试实验常常让学生手忙脚乱，为了提高学生实践技能，总结集成运算放大器的调试的几点经验。
关键词：集成运算放大器；调试；经验在中专电子技术的课程中，有一集成运算放大器的调试实验，在实验中，有一些学生常常手忙脚乱，为了提高学生实践技能，现将调试时的一些经验做一总结。
1调试前做好相关准备工作当学生接好运算放大器电路准备调试时，不要让他们急于给线路通电，应先要求学生检查电路连接是否正确，这时要求学生根据电路的原理图检查安装的线路是否存在漏接、错接的现象，用手轻拨导线检查是否存在接触不良。
接着要求学生做好示波器、万用表等的准备工作。
例如，检查这些仪器是否正常，量程是否正确，是否掌握仪表的使用方法。
最后，要求学生把被调试线路和仪器放置合适位置。
2调试时的要求2.1学生要有一定理论知识运算放大电路的调试包括静态调试和动态调试。
通过静态调试可判断电路是否处于正常的工作状态，以便及时调整电路中的元件，这样就要求学生对电路的原理、元件的分布、元件的参数了如指掌，否则对测试结果不会分析，不会应用，测试就失去意义。
例如，当学生用示波器测得结果是饱和失真，这时要调整静态工作点，若没有一定理论知识，便不知通过调整哪个元件才能调好静态工作点，也不知如何调整元件的参数。
这样实验不能顺利进行。
2.2刚通电要先观察线路在线路检查无误后，可以通电调试时，要求学生不要马上测试，因为线路会存在一些直接观察不出来的故障，而一通电就暴露出来。
例如，短路故障。
所以，要求学生还要闻一闻线路有无异味，摸一摸线路有无发热，看一看线路有无冒烟。
若有，应立即切断电源，检查原因。
2.3要善于分析原因在线性放大电路中，集成运算放大器要静态调零，即在运算放大器的输入端加一个补偿电压，把放大器自身的失调电压抵消，使得运算放大器在无输入信号的条件下输出电压为零。
但在调试中常常出现输入为零时输出不为零。
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运算放大器为什要调零？
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运算放大器为什么要调零？
在需要放大含有直流分量信号的应用场合，BUL128A集成运算放大器必须进行凋零，即对运放本身(主要是差分输入级)的失调进行补偿，以保证运放闭环工作后，输入为O时，输出也为O。
有的运放已经引出有补偿端，只需按照器件手册的规定接人调零电路即可，如LM318、LM741的调零电路分别如图(a)、(b)所示。
调零必须细心，千万不要使电位器的滑动端与地线或电源线相碰，否则会损坏运放。
对于没有设调零端的运放，反相和放大器调零电路可分别参考图(c)和图(d)所示的调零电路进行调零。
调零时，将电路的输入端接地，用万用表直流电流挡或示波器的DC耦合挡接在电路的输出端，调节电位器，使输出为0。
在此要指出的是，新设计的运放对称性好，失调小，没有调零端，加有深负反馈时，可以靠深负反馈抑制零点的漂移，失调几乎看不出来，在要求不太高时，可以不调零。
还有一些运放(如斩波自稳零运放)是不需要调零的。
当集成运算放大器应用于只需要放大交流信号的场合时，为简化供电电路，运放可以采用单电源(正或负电源)供电，此时可以选用单电源供电的运放(如LM324)，也可以将双电源供电的运放单电源供电应用。
此时必须注意，静态时集成放大器的两输入端的静态电位要相等，并且为了使运放的静态工作点处干线性区的中心以获得最大动态范围，应将运放的输入、输出端偏置在供电电源值的一半。