集成运算放大器的基本应用─模拟运算电路
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。
实训任务书4集成运算放大器的基本应用
《电子技术基础与技能》实训教学任务书编制部门：编制人：编制日期：课程名称电子技术基础与技能项目名称实训4集成运算放大器的基本应用（模拟运算电路）项目编号实训学时 4 实训对象实训地点实训目的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。
实训过程实训步骤及要求【器材准备】双踪示波器、万用表、交流毫伏表、信号发生器，面包板，电子元件一套具体如下一．反相比例运算电路测试1、在面包板上搭建如下图所示电路。
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iFOURRU1-=该运放组成的电路为反相比例运算电路2、取Ui为频率为100Hz，峰峰值为0.5V的正弦信号，用毫伏表测量Ui、Uo值，并用示波器观察Uo和Ui的相位关系，记入下表。
U i(V) U0(V) Ui波形U0波形Av实测值计算值注意：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R2=R1∥R F，这一点要特别注意，在下面的电路中出现6.2K，9.1K的电阻值，也应做相似的处理。
二、同相比例运算电路1、在面包板上搭建如下图所示电路。
元件名称型号数量电阻10K 100 K 9.1 K 1集成运放CF741 1实训步骤及要求该电路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iFOURRU)1(1+=R2=R1∥RF2、电路参数测试（1）按图(a)连接实训电路。
实验步骤同上，将结果记入表。
（2）将图连接成（b）实训电路。
实验步骤同上，将结果记入表。
表11-2 Ui=0.5V, f=100HzUi(V)Uo(V) Ui波形Uo波形Av实测值计算值三、反相加法运算电路1、搭建如下图所示电路图（a）所示电路为反相加法电路，输出电压与输入电压之间的关系为)(2211iFiFOURRURRU+-=R3=R1∥R2∥RF（a）（b）2、输入信号采用直流信号源，图（b ）所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2：用万用表测量输入电压Ui1、Ui2(要求均大于0小于0.5V)及输出电压U0。
实验--集成运算放大器的基本应用 模拟运算电路
实验–集成运算放大器的基本应用模拟运算电路引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称OPAMP）是一种重要的电子元件，它在模拟电路设计和实验中被广泛应用。
本文将介绍集成运算放大器的基本应用，并通过实验来验证其在模拟运算电路中的功能和性能。
集成运算放大器的基本原理集成运算放大器是一种高增益、差分输入和单端输出的电子放大器。
它具有很高的输入阻抗、低的输出阻抗和大的开环增益。
通过反馈电路，集成运算放大器可以实现各种电路功能，如放大器、比较器、滤波器等。
实验目的本实验旨在通过实际操作，掌握集成运算放大器的基本应用，包括放大器、比较器和无源滤波器。
实验器材•集成运算放大器IC•双电源电源•电阻•电容•示波器•多用电表实验步骤步骤1：放大器的基本应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个基本放大器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的幅值和频率，观察输出信号的变化。
步骤2：比较器的应用1.断开反馈电路，使集成运算放大器工作在开环状态。
2.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
3.调节输入信号的幅值，观察输出信号的变化。
步骤3：无源滤波器的应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个无源滤波器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的频率，观察输出信号的变化。
实验结果与分析在实际操作中，我们成功搭建了集成运算放大器的放大器、比较器和无源滤波器电路，并通过示波器观察到了相应的输入输出波形。
在放大器电路中，我们调节了输入信号的幅值和频率，观察到了输出信号的线性放大效果。
在比较器电路中，我们调节了输入信号的幅值，观察到了输出信号的高低电平变化。
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。
最新实验五集成运算放大器的基本应用
实验五集成运算放大器的基本应用实验五集成运算放大器的基本应用(I)─模拟运算电路─一、实验目的1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚2、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。
3、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A ud=∞输入阻抗r i=∞输出阻抗r o=0带宽 f BW=∞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U O与输入电压之间满足关系式U O＝A ud（U+－U－）由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。
即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于r i=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB＝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 //R F。
图8－1 反相比例运算电路图8－2 反相加法运算电路2) 反相加法电路电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)URRURR(Ui22Fi11FO+-= R3＝R1 //R2 //R Fi1FOURRU-=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 1FO )U R R (1U += R 2＝R 1 // R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图8－3(b)所示的电压跟随器。
集成运算放大器及其应用【精选文档】
第5章集成运算放大器及其应用在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上,构成具有特定功能的电子电路,称为集成电路。
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点,同时成本低，便于大规模生产,因此其发展速度极为惊人。
目前集成电路的应用几乎遍及所有产业的各种产品中.在军事设备、工业设备、通信设备、计算机和家用电器等中都采用了集成电路.集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。
模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模/数和数/模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。
在模拟集成电路中，集成运算放大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种，也是其他各类模拟集成电路应用的基础，因此这里首先给予介绍。
5。
1 集成电路与运算放大器简介5.1.1 集成运算放大器概述集成运放是模拟集成电路中应用最为广泛的一种，它实际上是一种高增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大器。
之所以被称为运算放大器，是因为该器件最初主要用于模拟计算机中实现数值运算的缘故。
实际上，目前集成运放的应用早已远远超出了模拟运算的范围，但仍沿用了运算放大器（简称运放）的名称。
集成运放的发展十分迅速。
通用型产品经历了四代更替，各项技术指标不断改进.同时，发展了适应特殊需要的各种专用型集成运放.第一代集成运放以μA709(我国的FC3）为代表，特点是采用了微电流的恒流源、共模负反馈等电路，它的性能指标比一般的分立元件要提高。
主要缺点是内部缺乏过电流保护，输出短路容易损坏。
第二代集成运放以二十世纪六十年代的μA741型高增益运放为代表,它的特点是普遍采用了有源负载,因而在不增加放大级的情况下可获得很高的开环增益。
电路中还有过流保护措施。
但是输入失调参数和共模抑制比指标不理想。
第三代集成运放代以二十世纪七十年代的AD508为代表，其特点使输入级采用了“超β管”，且工作电流很低.从而使输入失调电流和温漂等项参数值大大下降。
模拟运算电路
模拟电子技术集成运算放大器的基本应用（Ⅰ）——模拟运算电路实验报告容包含：实验目的、实验仪器、实验原理，实验容、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果分析、实验思考题、实验心得。
【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。
【实验仪器】1、±12V直流电源；2、函数信号发生器；3、交流毫伏表；4、直流电压表；5、集成运算放大器μA741×1片；6、电阻器、电容器若干。
【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。
1、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=∞输入阻抗=∞输出阻抗=0带宽=∞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）输出电压与输入电压之间满足关系式：=（）由于=∞，而为有限值，因此，≈0。
即，称为“虚短”。
（2）由于=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即＝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。
2、基本运算电路(1)反相比例运算电路电路如图7-1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：=-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。
(2)反相加法电路电路如图7-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为：=-（）＝////图7-1反相比例运算电路图7-2反相加法运算电路(3)同相比例运算电路图7-3(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：=1+＝//当→∞时，＝，即得到如图7-3(b)所示的电压跟随器。
模拟电路应用实验—运算放大器应用综合实验
实验四 运算放大器应用综合实验一、实验目的1、 了解运算放大器的基本使用方法，学会使用通用型线性运放μA741。
2、 应用集成运放构成基本运算电路——比例运算电路，测定它们的运算关系。
3、 掌握加法、减法运算电路的构成、基本工作原理和测试方法。
二、预习要求1、 集成电路运算放大器的主要参数。
2、 同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。
3、 加法、减法电路的构成及运算关系。
三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。
四、实验内容及步骤运放的线性应用——比例及加减法电路实验 1、反相比例运算反相比例运算电路如图3.1所示，按图接线。
根据表3.1给定的u i 值，测量对应的u o 值并记入表3.1中。
并用示波器观察输入V i 和输出V o 波形及相位。
理论值： i ii f o u V u R R u 10101003-=-=-=注意：①当V i 为直流信号时，u i 直接从实验台上的-5～+5V 直流电源上获取，用数字直流电压表分别测量u i 、u o 。
②当u i 为交流信号时，u i 由函数信号发生器提供频率为1kHz 正弦波信号，用交流毫伏表分别测量u i 、u o 。
（下同）图3.1 反相比例运算电路表3.1测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
2、同相比例运算同相比例运算电路如图3.2所示，根据表3.2给定的u i值，测量对应的u o值并记入表3.2中。
并用示波器观察输入u i和输出u o波形及相位。
理论值： u O＝（1＋R f／R3）u i=11u i。
图3.2 同相比例运算电路表3.2测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
表3.2 同相比例参数测量3、加法运算加法运算原理电路如图3.3。
根据表3.3给定的u i1、u i2值，测量对应的u o值，并记入表3.3中。
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Ui2(V)
0.39
0.43
0.29
0.24
30
-0.24
实测值
-0.66
0.42
-0.34
-0.27
2、结论
对实验内容1和2波形，会发现U0方向正好相反，正是同相和反相的差别，我在做实验6是，发现直流电源不通电源是会得到完全不同的输出波形，只有接通是得到正确波形，因为在不通时，电路已经变了。
画出实验所需要的各种记录表格
表3-17反相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
Au
实测值
计算值
表3-18 同相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
AV
实测值
计算值
表3-20 反相加法运算电路的测量
Ui1(V)
Ui2(V)
实际值
理论值
表3－20 减法运算电路的测试
Ui1(V)
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) 将μA741芯片插入THM-3实验箱上8P圆针插座中，（芯片方向与圆针插座方向应一致）；按图3-8连接实验电路，接通±12V电源，将信号输入端对地短接(即使Ui＝0)，调节调零电位器RW，用万用表的直流电压档测量芯片的6脚输出端，使Uo＝0，完成运放调零。
3. 反相加法运算电路
（1)按图3－10连接实验电路，先进行调零。
（2)输入信号采用直流信号，图3-12所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2，实验时用万用表直流电压档测量输入电压Ui1、Ui2(且要求均大于零小于0.5V)及输出电压UO，记入表3－20。
图3-12 简易可调直流信号源
4．减法运算电路
Ui2(V)
理论值
实测值
三、实验报告
1、数据处理（数据表格、计算结果、误差、结果表达、曲线图等）
表3-17反相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
Au
0.51
4.92
实测值
-9.61
计算值
-10
表3-18 同相比例运算电路的测量
Ui（V）
U0（V）
ui波形
uO波形
AV
0.516
5.48
图3-9 同相比例运算电路
（3)反相加法电路。
反相加法电路原理如图3－10所示，输出电压与输入电压之间的关系为：
其中R3＝R1//R2//RF
图3－10反相加法运算电路
（4)差动放大电路（减法器）
差动放大电路原理如图3-11所示，当R1＝R2，R3＝RF时， 有如下关系式
图3－11 减法运算电路
（二）实验内容与步骤
（1) 按图3－11连接实验电路，先进行调零。
（2) 采用直流输入信号（使用图3-12的直流信号源），实验步骤同内容3，将测量数据记入
表3－20。
3、所用仪器设备
模拟运算电路实验所需仪器设备见表3-16。
表3-16实验仪器设备
序号
名称
型号规格
数量
1
模拟电路实验箱
THM-3
1
2
函数信号发生器
TFG6930A
同相比例运算电路原理如图3－9(a)，它的输出电压与输入电压之间的关系为
， R2＝R1//RF
当R1→∞时，UO＝Ui，即得到如图3－9(b)所示的电压跟随器。图中R2＝RF，用以减小漂移和起保护作用。一般RF取10KΩ， RF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
3、讨论
（1）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。
（2）输入信号是先按实验所给的值调好信号源再加入运放端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可以不用调零。
年 月 日
实验题目:集成运算放大器的基本应用─模拟运算电路
实验时间：_2016年11月14号________
班级：___14物本2班____学号:_**********_____姓名：_梁国烈___
一、实验预习
1、实验目的
（1）熟悉集成运放的正确使用方法。
（2）研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。
实测值
10.62
计算值
11
表3-20 反相加法运算电路的测量
Ui1(V)
0.15
0.20
0.40
0.20
Ui2(V)
0.31
0.31
0.41
0.45
理论值
-0.30
-3.55
-6.10
-4.20
实测值
-3.08
-3.59
-6.03
-4.11
表3－20 减法运算电路的测试
Ui1(V)
0.45
0.38
0.31
2、实验原理及内容（简明扼要，主要是实验接线图）
（一）实验原理
（1）反相比例运算电路。
反相比例运算电路原理如图3－8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
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3－8反相比例运算电路
（2)同相比例运算电路。
（2)断开信号输入接地端，调节TFG6930A函数信号发生器，将输出f＝100Hz，ui＝0.5V峰峰值的正弦交流信号接到反相比例电路的输入端，用交流毫伏表测量出Ui和UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记入表3-17。
2. 同相比例运算电路
（1) 按图3－9(a)连接实验电路，同样输入ui＝0.5V，f＝100Hz的交流信号，实验步骤同内容1，将结果记入表3－18。
1
3
双踪示波器
V-252,20MHZ
1
4
交流毫伏表
DF2170C
1
5
数字万用表
VC9801A+
1
4、预习思考题
（1）复习教材中有关OTL放大电路部分内容，理解其工作原理。
（2）利用仿真软件仿真本实验的实验内容。
（3）电路中C2和R构成什么电路？有什么作用？
二、实验原始记录（实验完成后必须要经过实验指导教师签名认可）