实验四集成运算放大器的基本应用
集成运算放大器实验报告
集成运算放大器实验报告集成运算放大器实验报告引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）是一种常见的电子器件，广泛应用于各个领域，如通信、医疗、工业控制等。
本实验旨在通过实际操作和测量，了解集成运算放大器的基本原理和特性，并探讨其在电路设计中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的如下：1. 理解集成运算放大器的基本原理和特性；2. 掌握集成运算放大器的基本参数测量方法；3. 探索集成运算放大器在电路设计中的应用。
二、实验仪器与器件1. 实验仪器：示波器、函数发生器、直流电源、万用表等；2. 实验器件：集成运算放大器、电阻、电容等。
三、实验步骤1. 搭建基本的集成运算放大器电路，并连接相应的仪器；2. 调节函数发生器，输入不同的信号波形，观察输出信号的变化；3. 测量并记录集成运算放大器的增益、输入阻抗、输出阻抗等参数；4. 尝试改变电路中的电阻和电容数值，观察输出信号的变化；5. 根据实验结果，分析集成运算放大器的应用场景和电路设计方法。
四、实验结果与分析1. 在实验中，我们观察到集成运算放大器具有很高的增益，可以将输入信号放大到几十倍甚至几百倍的程度。
这使得它在信号放大和放大器设计中发挥着重要的作用。
2. 通过测量，我们还发现集成运算放大器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗。
这使得它可以有效地隔离输入和输出电路，提高信号传输的质量。
3. 在实验中，我们改变了电路中的电阻和电容数值，观察到输出信号的变化。
这进一步验证了集成运算放大器的灵活性和可调性，可以根据实际需求进行电路设计和调整。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了集成运算放大器的基本原理和特性，并掌握了相关的测量方法。
我们还通过实际操作，探索了集成运算放大器在电路设计中的应用。
实验结果表明，集成运算放大器在信号放大、隔离和调节方面具有重要作用，可以在各个领域中发挥重要的作用。
六、参考文献[1] 张三, 李四. 集成运算放大器原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2018.[2] 王五, 赵六. 集成运算放大器电路设计与实验[M]. 上海：上海科学技术出版社，2019.以上即为本次集成运算放大器实验报告的全部内容。
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。
实验四集成运算放大器的基本应用
实验波形分析
实验误差分析
在实验过程中，我们计算了测量结果的 误差，并分析了误差来源，如电源噪声 、电阻值误差和测量仪器误差等。
通过示波器观察输入和输出信号的波 形，我们分析了放大器的频率响应、 相位失真和线性范围等特性。
实验结论
集成运算放大器具有高放大倍数、 低失真和低噪声等优点，适用于
多种信号处理和放大应用。
放大和
集成运算放大器通过内部晶体管的组 合和反馈电路，实现对输入信号的放 大。
输出级通常采用推挽输出电路，以提 供较大的输出电流和电压，满足各种 应用需求。
直流和交流性能指标
直流性能指标包括开环增益、输入电阻、输出电阻等，这些指标决定了运算放大 器的静态性能。
交流性能指标包括带宽增益乘积、相位裕度、单位增益频率等，这些指标决定了 运算放大器的动态性能。
REPORTING
反相器和同相器的性能指标 主要包括电压放大倍数、输 入电阻和输出电阻。
电压放大倍数表示输出电压 与输入电压的比值，输入电 阻和输出电阻则影响信号的 传输效果，这些参数对于反 相器和同相器的性能评估具 有重要意义。
2023
PART 04
集成运算放大器的非线性 应用
REPORTING
电压比较器
总结词
2023
实验四：集成运算放 大器的基本应用
https://
REPORTING
2023
目录
• 引言 • 集成运算放大器的工作原理 • 集成运算放大器的线性应用 • 集成运算放大器的非线性应用 • 实验步骤和注意事项 • 实验结果和结论 • 参考文献
2023
PART 01
集成运算放大器由输入级、中间级和输出级三部分组成，其中输入级是差分放大电 路，中间级是电压放大电路，输出级是功率放大电路
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。
集成运算放大器的基本应用实验报告
集成运算放大器的基本应用实验报告集成运算放大器的基本应用实验报告引言：集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。
它具有高增益、低失调、宽带宽等特点，可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
在本次实验中，我们将通过几个基本应用实验，探索集成运算放大器的工作原理和应用场景。
实验一：非反相放大器非反相放大器是Op-Amp最常见的应用之一。
它通过将输入信号与放大倍数相乘，输出一个放大后的信号。
我们在实验中使用了一个标准的非反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度和输入信号的幅度相比，增大了放大倍数倍。
而相位方面，输出信号与输入信号的相位保持一致。
这说明非反相放大器能够有效放大输入信号，并且不改变其相位。
实验二：反相放大器反相放大器是Op-Amp另一种常见的应用。
它与非反相放大器相比，输入信号与放大倍数相乘后取反，输出一个反向的放大信号。
我们在实验中使用了一个反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度与输入信号的幅度相比，同样增大了放大倍数倍。
但是相位方面，输出信号与输入信号相差180度。
这说明反相放大器能够有效放大输入信号，并且改变其相位。
实验三：积分器积分器是Op-Amp的另一个重要应用。
它可以将输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
我们在实验中使用了一个积分器电路，将一个方波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号呈现一个斜率逐渐增大的曲线，表明输入信号得到了积分。
这说明积分器能够有效对输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
实验四：微分器微分器是Op-Amp的又一个重要应用。
它可以将输入信号进行微分运算，输出一个微分后的信号。
我们在实验中使用了一个微分器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
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。
集成运算放大器应用实验报告
I1=1mA I2=0.6mA I=1.6mA If=1.6mA V1=5V V2=3V V0=-8V 2．根据电路元件值，计算 I 1 , I 2 , I 及 I f 。 I1=V1/R3=1mA I2=V2/R4=0.6mA I=I1+I2=1.6mA If=I=1.6mA 3．根据步骤 2 的电流计算值，计算输出电压 V0。另外，用 V1 和 V2 计算 V0。 V0=-IfRf=-8V V0=-(V1+V2)=-8V 4．在 EWB 平台上建立如图 7-3 所示的实验电路，仪器按图设置。单击仿真开关运行动 态分析。在坐标纸上画出输入及输出波形，并记录直流输出偏移电压。
V1 R1பைடு நூலகம்
由于运放反相输入端虚地，因此加法器的输出电压 Vo 为反馈电阻 Rf 两端电压的负值， 即 对于图 7-3 和图 7-4 所示的电路，输出电压为
四、实验步骤
1．在 EWB 平台上建立如图 7-2 所示的实验电路，万用表按图设置。单击仿真开关运行 电路分析。记录 I1 , I 2 , I , I f ,V1 ,V2 及 V0 。
9．根据电路元件值，用 V1 和 V2 计算输出电压 V0。V0=-V1=-1V
五、思考与分析
1．在步骤 1 中电流 I1,I2,I 及 If 的测量值与计算值比较，情况如何？ 完全一样 2．在步骤 1 中输出电压 V0 的测量值与计算值比较，情况如何？为什么 V0 为负值？ 完全一样，运放接入的是负极 3．在步骤 1，3 中，输出电压与输入电压之间有何关系？ 输出是所有输入电压和的相反数 4．在步骤 5 中，输入电压与输出电压之间有何关系？ 输出是所有输入电压和的相反数 5．在步骤 7 中，输入电压与输出电压之间有何关系? 输出是所有输入电压和的相反数 6．在步骤 8 中，输入电压与输出电压之间有何关系？ 输出是所有输入电压和的相反数
《集成运算放大器应用----比例运算电路》实验报告
xxxx
姓名
xxxx
成绩
课程
名称
模拟电子技术实验
实验项目
名称
集成运算放大器应用----比例运算电路
指导教师
xxxx
教师评语
教师签名：
年月日
一、实验目的
1、掌握运算放大器组成比例、求和运算电路的结构特点。
2、掌握运算电路的输入与输出电压特性的测试方法。
二、实验原理
运算放大器是具有两个输入端和一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。在
+1V
+2V
-1V
-2V
-4V
输出Uo(V)
理论值
0
3
6
-3
-6
-12
实测值
0
3.06
6.05
-2.98
-5.92
-9.87
计算误差
0
0.06
0.05
0.02
0.08
2.13
表2同相比例运算实验数据表
六、实验结果及分析
对比理论值和实验值，存在误差，反相比例运算电路误差值较大，同相比例运算电路误
差相对较小，可能由于为运放所提供的直流电源小于12V；同相比例运算电路中，输入电
压越大，误差越大。
xxxxx学校
学生实验报告
实验课程名称:模拟电子技术实验
开课实验室电子技术实验室
系、部：xxxxxx年级：x专业班：xx
学生姓名xx学号xxx
开课时间2013至2014学年第二学期
总成绩
教师签名
《集成运算放大器应用----比例运算电路》实验报告
开课实验室：电子技术实验室2014年5月26日
系部
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实验四集成运算放大器
的基本应用
Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
实验四 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 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。
2.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。
3.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R 2＝R 1 //
R F 。
（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
)U R R
U R R (
U i22
F i11F O +-= R 3＝R 1 // R 2 // R F i 1
F O U R R U -=
（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
i 1
F O )U R R
(1U += R 2＝R 1 // R F
当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图7－3(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
（4) 差动放大电路（减法器）
对于图7-4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
四、实验电路图
（1）反相比例运算电路和反相加法运算电路
图7－1 反相比例运算电路 图7－2 反相加法运算电路 图7－1 反相比例运算电路 图7－2 反相加法运算电路 （2）同相比例运算电路
(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器
图7-3 同相比例运算电路
4) 差动放大电路（减法器）
图7－4 减法运算电路 图7-5 积分运算电路 图7－4 减法运算电路 图7-5 积分运算电路 四、实验步骤
1、反相比例运算电路
（1) 按图7－1连接实验电路，接通±12V 电源，输入端对地短路，进行调零和消振。
(2) 输入f ＝100Hz ，U i ＝的正弦交流信号，测量相应的U O ，并用示波器观察U 0和U i 的相位关系，记入表7-1。
2、同相比例运算电路
（1）按图7－3(a)连接实验电路。
实验步骤同内容1，将结果记入表7－2。
(2) 输入f ＝100Hz ，U i ＝的正弦交流信号，测量相应的U O ，并用示波器观察
U 。
和U i 的相位关系，记入表7-2。
3、反相加法运算电路
(1)按图7－2连接实验电路。
调零和消振。
(2）从2个-5v～+5v的直流电源分别输入自拟的电压作为U
i1和U
i2
输入信号,测
量输出电压U
,分别填入表7-3中。
4、减法运算电路
(1) 按图7－4连接实验电路。
调零和消振。
(2) 采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表7－4。
五、数据表格及数据
表7-1 实验数据表一（U
i
＝，f＝100Hz ）
表7－2 实验数据表二（U
i
＝f
＝100Hz ）
表7-3 实验数据表三
表7－4 实验数据表四
六、数据处理及分析
误差分析：将实验实际所得的公式与代入已知量的理论公式相比较。
(1)、反相比例运算电路
理论公式U
0＝10U
i
实验所得 U
＝
分析：两公式系数较为接近，其中实验测得的系数比理论值稍大，可见实际情况与理论较为相符。
偏大的可能是由于电路构造上的系统误差、个人误差、电路板上的电阻的标称值与实际值存在差异等引起误差。
(2)、同相输入比例运算电路
理论公式 U
0＝11 U
i
实验所得U
＝ U
分析：两公式系数较为接近，其中实验测得的系数比理论值稍大，可见实际情况与理论较为相符。
偏大的可能是由于电路构造上的系统误差、个人误差及电路板上的电阻与实际值存在差异等引起误差。
(3)、反相加法运算电路
根据表三的数据及反相加法运算电路的理论公式U
0＝-（10U
i1
+10U
i2
），计算可知测
得的数据与理论值存在一定的差值，但差值并不是很大，符合要求，存在误差的因素有电路内部的系统误差、个人操作误差、电路构造上的系统误差。
(4)、减法运算电路
根据表四的数据及减法运算电路的理论公式U
0＝10（U
i2
- U
i1
），计算可知测得的数
据与理论值存在一定的差值，但差值并不是很大，符合要求，误差的产生与系统误差和整个电路的构造有关。
七、实验所得结论
通过实验可以知道，进一步证实了理想集成运放外接负反馈电路后，其输出电压与输入电压之间的关系只与外接电路的参数有关，而与集成运放电路无关。
八、思考及心得
1、为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题
答：（1）注意芯片管脚的排列顺序，不能插错；
（2）芯片的电源不能接错。
2、心得体会
去到实验室时，我看着仪器，然后与实验纸上实验图对比，但是看了好久都看不懂，我不知道-12V从哪里来。
后来，在老师的讲解中，我明白了。
我知道了-12V是怎么连出来的，也知道了电路的连接，这次的实验，在连接方面要注意集成块的连接，不能混乱顺序或者插错，否则会损坏集成块。
在做这个实验的过程中，不能顺便乱连线，会破坏仪器。
这个实验最难的方面是连接，连接得线太多了，而且集成块芯片的管脚很多，要区分哪个是与2号连接，哪个是与3号连接，哪个是与6号连接，还有就是那些需要接地等等。
在这个实验的过程中，多亏了老师给的那个集成运算放大器MA741管脚图，若果没有它，我们也不能那么快就连接好。
此外，在实验的过程中，我和自己的伙伴细心的看实验图，认真的连接每一根线，在这个过程中，我们合作的很好，因此，很快就把实验做完了，而且，做的还不错，没有太大的问题。
这让我真正的体会到团结就是力量。
本次实验是关于集成放大器的，通过实验形象的把反相比例运算电路、同相输入比例运算电路、反相加法运算电路、减法运算电路的运算关系展现出来，让我的影响无比深刻。
本次实验，让我学会了，做实验前，要认真听讲，要保护好自己的仪器，不要胡乱动手，不确定的话，要问老师；让我知道了团队精神的重要性，无论是做实验还是做其他事，如果队员之间不团结，那么这个队一定不会成功；让我更加深刻的了解了反相比例运算电路、同相输入比例运算电路、反相加法运算电路、减法运算电路的运算关系。
总的来说，本次实验，我的收获很大！。