浙江大学实验报告：集成运算放大器应用电路研究
浙大版电工电子学实验报告13集成运算放大器及应用(二)波形发生及脉宽调制
课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：集成运算放大器及应用(二)波形发生及脉宽调制一、实验目的1.掌握用集成运放构成的方波、三角波发生器的工作原理和性能。
2.了解压控脉宽调制电路的组成和工作原理。
二、主要仪器设备1.XJ4318型双踪示波器2.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源3.MDZ－2型模拟电子技术实验箱4.运放、时基电路实验板5.万用表三、实验内容图13-11.波形发生电路(1)按图13-1连接A1和A2二级电路，将电位器R P1的滑动头调至最右端(即R P1=0)，用双踪示波器同时观察并记录u o1及u o2的波形。
注意两个波形的相位，将波形画在时间轴取值一致并对齐的两个坐标系内，以便分析工作原理。
测量并记录u o1和u o2的频率及幅值。
(2)保持R P1=0、R2=100kΩ不变，将R1改为51kΩ，重复1)的实验内容。
(3)保持R1=R2=100kΩ，调节电位器R P1，重复1)的实验内容。
数据记录表：2.脉宽调制电路保持R 1=R 2=100kΩ，R P1=0。
(1)按图13-1连接好A 3组成的脉宽调制电路。
(2)把u o2作为脉宽调制电路的输入电压，根据表13-1改变参考电压U R 值完成各项内容的测试。
(注意：和U 是指在保证有u 波形的情况下，U 的最大调节范围)表13-1四、实验总结1.将波形发生电路中的实测值与理论估算值相比较并讨论结果。
由于u o1的幅值没有已知的数据可以计算，而又因其周期与u o2(理论值和实验值都)完全相同，因此此处只对u o2进行实验值与理论值的比较。
理论值计算公式：u o2=U z R 1/R 2 T=4R f C f R 1/R 2的理论值使用u 相应的幅值计算)据上表可见，各组实验值与理论值都有一定的差距，分析原因如下：(1).理论值是根据在理想情况下求得的公式来计算的，而实际上有些因素不能达到理想条件，不能忽略，因而产生较大偏差。
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。
浙江大学实验报告：集成运算放大器应用电路研究
三墩职业技术学院实验报告课程名称：电子电路设计实验指导老师： 成绩：__________________实验名称：集成运算放大器应用电路研究 实验类型：设计 同组学生：__________ 一、实验目的 二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备 五、实验步骤与过程 六、实验调试、实验数据记录 七、实验结果和分析处理 八、讨论、心得一、实验目的1、研究由集成运放构成的比例、加法、减法等基本运算电路的组成与功能，加深对集成运放线性应用电路结构和性能特点的理解，掌握其设计方法。
2、研究放大电路增益带宽积与单位增益带宽的关系。
3、了解运算放大器构成的基本运算电路在实际应用时的局限性和应考虑的问题。
二、实验任务与要求 总体要求：（1）实验电路的选择和外围元件参数的确定要有依据和计算过程。
（2）运放电源电压 ±（12~15）V 。
（3）原始数据记录要详尽。
1、反相放大器的设计研究（1）设计一反相放大电路，要求10||,10=Ω=v i A k R 。
（2）安装该电路，加1kHz 正弦信号，研究输入、输出信号的幅度、相位关系。
2、设计并安装一个算术运算电路，要现：)5.0(21i i o V V V +-=1i V 用直流、2i V 用正弦信号在合适的幅度和频率围，进行验证并记录波形及参数。
3、增益带宽积研究在合适的幅度和1kHz的频率下，测出输出信号的峰峰值，然后逐渐加大频率，直至输出信号峰峰值变为原来的0.707倍，测下此时的电压。
比较不同的反馈电阻（即不同增益）对上限截止频率的影响。
三、实验方案设计与实验参数计算1、理论基础（1）集成运放高电压增益、高输入电阻、低输出电阻、直接耦合的多级放大集成电路。
在运放输出端与输入端之间接不同的反馈网络，可实现不同用途的电路：信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）、波形产生和变换等。
《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
集成运算放大器应用实验报告
集成运算放大器应用
实验 7.1
反相比例放大器
一、实验目的
1．测量反相比例运算放大器的电压增益，并比较测量值与计算值。 2．测定反响比例放大器输出与输入电压波形之间的相位差。 3．根据运放的输入失调电压计算直流输出失调电压，并比较测量值与计算值。 4．测定不同电平的输入信号对直流输出失调电压的影响。
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பைடு நூலகம்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
输入电压 Vip =100mV，峰值输出电压 Vop =999.8mV 及电流输出失调电压 Vof =10mV 6.根据步骤 5 的测量值，重新计算放大器的闭环电压增益 Av。
Av
Vop Vip
=9.998
7.根据电路元件值，重新计算放大器的不闭环电压增益 Av。
Av
Rf R1
=-10
二、实验器材
LM 741 运算放大器 信号发生器 示波器 电阻：1kΩ 2 个，10kΩ 1 个，100kΩ 1个 1台 1台 2个
三、实验准备
根据示波器测量的峰值输出电压 Vop 和峰值输入电压 Vip，可求出反相比例运算放大器 的闭环电压增益
集成运算放大器的应用实验报告
集成运算放大器的应用实验报告【摘要】： 本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能：使用低频信号源产生 ， 的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b ）所示， T1=0.5ms ，允许T1有±5%的误差。
（a ）（b ）图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。
ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
uo2 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。
二、设计方案1、 三角波发生器由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。
同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。
对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。
电路仿真如下图所示：2、 加法器由于加法器输出11210o i i u u u += ，根据《模拟电子技术》书上内容采用求和电路，电路如下所示：3、 滤波器由于正弦波信号1i u 的频率为500Hz ，三角波1o u 的频率为2KHz ，滤波器需要滤除1o u ，所以采用二阶的有源低通滤波器。
集成运算放大器的应用实验报告
集成运算放大器的应用实验报告引言集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种常用的电子元器件，广泛应用于各种电路中。
本实验主要目的是通过实践操作，掌握Op Amp的基本原理、特性以及应用。
本文档将详细记录实验过程、结果分析以及心得体会。
实验设备与材料1.集成运算放大器芯片2.电源（直流电源和信号发生器）3.示波器4.电阻、电容等基本元件5.连接线和面包板6.多用途实验电路板实验目标1.了解集成运算放大器的基本原理和特性。
2.熟悉使用Op Amp进行电压放大、非反相放大、反相放大等基本运算。
3.掌握Op Amp的应用范围和适用条件。
4.实验结果的数据测量和分析。
5.总结实验心得，进一步巩固理论知识。
实验原理集成运算放大器的基本原理集成运算放大器是一种具有高增益、输入阻抗大、输出阻抗小的电子放大器。
它通常由差动放大器和输出级组成。
集成运算放大器的输入端有两个，分别为非反相输入端（+）和反相输入端（-）。
输出端的电压和电源电压之间的差值称为放大倍数，通常表示为A。
集成运算放大器的主要特点有以下几个方面：1.无穷大的增益：理论上，集成运放的增益可以达到无穷大。
2.高输入阻抗：集成运放的输入电阻非常大。
3.低输出阻抗：集成运放的输出电阻非常小。
4.大信号频率响应范围宽：集成运放的频带宽度一般为几十到上百MHz。
Op Amp的应用电压放大器电压放大器利用Op Amp的高增益特性，将输入信号进行放大。
输入信号经过放大后，输出信号可以达到较高的幅度。
电压放大器通常采用非反相放大电路，输出信号与输入信号的相位关系相同。
非反相放大器非反相放大器是一种常见的Op Amp应用电路。
它实际上是电压放大器的一种特殊形式。
非反相放大器的特点是输出信号与输入信号具有相同的相位关系，通过选择合适的电阻比例，可以实现不同的电压放大倍数。
反相放大器反相放大器也是一种常用的Op Amp应用电路。
集成运算放大器实验报告总结
集成运算放大器实验报告总结
本次实验通过对集成运算放大器的原理和特性进行研究，掌握了集成运算放大器的基本工作原理、性能特点、应用范围和电路设计方法等方面的知识。
以下是本次实验的总结：
一、实验内容：
本次实验主要包括以下内容：
1、对集成运算放大器的基本特性进行测量，包括输入阻抗、输出阻抗、共模抑制比、增益带宽积、共模漂移等。
2、利用集成运算放大器设计反相放大电路、非反相放大电路、电压跟随器电路，实现对输入信号的放大和处理。
3、利用集成运算放大器设计直流平移电路、带通/陷波滤波电路，实现对输入信号的滤波和分析。
4、利用集成运算放大器设计电路输出交流信号的直流偏置，实现输出直流电平的稳定。
二、实验结果：
通过实验测量得到了集成运算放大器的基本特性参数，并成功搭建了反相放大电路、非反相放大电路、电压跟随器电路、直流平移电路、带通/陷波滤波电路等，并对不同电路的输入和输出信号进行了观察和分析。
三、实验体会：
通过本次实验，我对集成运算放大器的工作原理、特性及其应用有了更深入的了解，同时加强了实验能力和动手能力。
同时，在实验过程中我也深刻体会到了理论知识与实践操作的重要性，只有把理论与实验相结合，才能更好地理解和掌握这门学科的知识。
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三墩职业技术学院实验报告
课程名称：电子电路设计实验
指导老师： 成绩：__________________
实验名称：集成运算放大器应用电路研究 实验类型：设计 同组学生：__________ 一、实验目的 二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备 五、实验步骤与过程 六、实验调试、实验数据记录 七、实验结果和分析处理 八、讨论、心得
一、实验目的
1、研究由集成运放构成的比例、加法、减法等基本运算电路的组成与功能，加深对集成运放线性应用电路结构和性能特点的理解，掌握其设计方法。
2、研究放大电路增益带宽积与单位增益带宽的关系。
3、了解运算放大器构成的基本运算电路在实际应用时的局限性和应考虑的问题。
二、实验任务与要求 总体要求：
（1）实验电路的选择和外围元件参数的确定要有依据和计算过程。
（2）运放电源电压 ±（12~15）V 。
（3）原始数据记录要详尽。
1、反相放大器的设计研究
（1）设计一反相放大电路，要求10||,10=Ω=v i A k R 。
（2）安装该电路，加1kHz 正弦信号，研究输入、输出信号的幅度、相位关系。
2、设计并安装一个算术运算电路，要现：)5.0(21i i o V V V +-=
1i V 用直流、2i V 用正弦信号在合适的幅度和频率围，进行验证并记录波形及参数。
3、增益带宽积研究
在合适的幅度和1kHz的频率下，测出输出信号的峰峰值，然后逐渐加大频率，直至输出信号峰峰值变为原来的0.707倍，测下此时的电压。
比较不同的反馈电阻（即不同增益）对上限截止频率的影响。
三、实验方案设计与实验参数计算
1、理论基础
（1）集成运放
高电压增益、高输入电阻、低输出电阻、直接耦合的多级放大集成电路。
在运放输出端与输入端之间接不同的反馈网络，可实现不同用途的电路：信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）、波形产生和变换等。
在分析或设计集成运放构成的电路时，通常可认为运放是“理想的”：
输入阻抗Ri =∞开环差模电压增益Avd =∞
输出阻抗Ro =0 共模抑制比CMRR =∞
带宽BW =∞失调、温漂等均为零
（2）理想运放在线性应用时的两个重要特性
“虚短”：即运放的两个输入端的电位“无限”接近，就像短路一样，但不是真正的短路；“虚断”：即运放的两个输入端的偏置电流趋于0，就像断路一样，但不是真正的断路。
（3）增益带宽
运放可工作在零频率（即直流），因此其带宽BW就等于其截止频率fH。
增益越高，带宽越窄，增益带宽积Av·BW=常数。
当电压增益等于1时，对应的带宽称为单位增益带宽。
运放增益给定时，其最高工作频率受到增益带宽积的限制，应用时要特别注意。
这一点对晶
体管放大电路同样适用。
只不过晶体管电路的增益带宽积比运放电路的大得多。
2、实验电路设计
实验一：反相比例放大器（电压并联负反馈） 放大倍数1
0R R
v v Av F i -==
=10 输入电阻1R R i ==10k Ω，输出电阻0=o R
i i
F
o F P v R R v R R R -
==,||1。
得到Ω=k R F 100，Ω=ΩΩ=k R P 1.9100||10
实验二：利用反向权重加法器
)(
22
11i F i F o v R R
v R R v +-=，21||||R R R R F P = 为了得到)5.0(21i i o V V V +-=， 要求
212
15.05.01R R R R R
R R F F F ====，即， 令Ω=Ω=Ω==k R k R k R R P F 420,1021，则。
在实际实验中，取Rp=3.9k Ω。
实验三：利用反向放大器电路
其中，ΩΩΩ=M k k R k R F 1,100,10101分别为Ω不变，
F P R R R ||1=。
输入信号为幅度50mV 频率1kHz 的
正弦波，逐渐提高频率至幅度变为原来的0.707倍，此时的频率即为上限截止频率。
由于电路可以在直流状态下工作，所以可认为下限截止频率为0，即上限截止频率数值为增益带宽。
四、主要仪器
集成放大电路实验电路板，直流电压源，示波器，电脑。
五、实验数据
实验一：反相比例放大器
①直流输入（DC耦合）
输入信号Vi=0.800V，
输出信号Vo=-8.02V
|A|=10.03
②交流输入（AC耦合）
输入信号峰峰值Vp-pi=1.06V
输出信号峰峰值Vp-po=10.72V
|A|=10.11
③-40dB交流输入（AC耦合）
输入信号峰峰值Vp-pi=11.00mV
输出信号峰峰值Vp-po=0.116V
|A|=10.55
实验结论：无论是直流输入还是交流输入，反向比例放大器均可按比例放大输入信号。
若是交流信号，则输出信号反向，即与输入信号相位差为π的奇数倍。
实验二：算术运算电路
①仿真电路图
②仿真结果
设置时域扫描，扫描结果如下
③实验结果
直流输入信号0.800V ，交流输入信号峰峰值1.048V ，输出信号峰峰值0.524V
实验结论：实验结果与仿真结果相符，该电路实现了)5.0(21i i o V V V +-=。
输出信号与交流输入信号相位差π的奇数倍。
实验三 增益带宽积研究
①仿真：选择AC 扫描，测量输出信号衰减3DB 所对应的频率。
（放大器选用LM741）
直流输入
Vi1=0.800V 交流输入 Vi2=0.524V
输出电压 Vo=0.272V
Rf R1 Av BW Av·BW
1 10kΩ10kΩ 1 635.750k 635.75k
2 100kΩ10kΩ10 91.740k 917.40k
3 1MΩ10kΩ100 9.673k 967.30k
实验结论：
从第二组第三组实验可得增益带宽积大约为900k-1000k之间，而第一组实验数据明显偏差，可能是因为运放不是理想状态运行，存在输出电阻。
当Rf变大，这种影响会变小。
②实验
Rf R1 Av BW Av·BW
1 10k10k 1 141.2k 141.2k
2 100k10k10 13.77k 137.7k
3 1M10k100 6.03k 603k
实验结论：在第一组第二组实验中，增益带宽积大致相等，为140k，但在反馈电阻为1MΩ的情况下，增益带宽积出现了较大偏差。
其原因可能是运放不合适，也可能是1MΩ以上的大电阻噪声大、稳定性差的原因。
六、讨论、心得
通过本次放大电路设计实验，我学习了如何利用运算放大器搭建基本运算电路，加深了对集成运放电路特点的理解，学习了其设计方法。
在实验中，需注意各个管脚不要接错接反；画波形图时需注意输入输出波形间的相位关系。
在现实电路设计中，需要根据电路的条件，来选择合适的运放及输入电阻、反馈电阻，灵活运用基本运算电路，不然可能导致电路无常工作。
声明
本实验报告容可随意编辑、参考、引用，但请不要完全抄袭。
本实验报告仅供参考，严禁用于商业用途。
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