实验5 集成运算放大器的基本应用(Ⅰ)
实验5集成运算放大器的基本应用(Ⅰ)
实验五、集成运算放大器的基本应用一、实验目的1、掌握集成运算放大器组成的反向比例、同相求和、反相加法电路的特点、性能及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，并学会对上述的测试和分析的方法。
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Aud=∞输入阻抗ri=∞输出阻抗ro=0带宽fBW=∞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UO与输入电压之间满足关系式UO＝Aud（U+－U－）由于Aud=∞，而UO为有限值，因此，U+－U－≈0。
即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB＝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。
μA741引脚排列图介绍：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，为了正确使用集成运放，这里介绍他的引脚排列图，下图是μA741（或F007），引脚排列示意图：μA741（或F007），引脚排列图本实验采用的集成运放型号为μA741（或F007），引脚排列如上图所示，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。
一般μA741 左下角有黑色一圆点标志，这黑色圆点标志就是①脚，也就是定位脚，根据这①脚逆时针排序到8脚。
（一）、基本运算电路1) 反相比例运算电路电路如图7－1所示。
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。
集成运算放大器的基本应用实验数据
集成运算放大器的基本应用实验数据集成运算放大器（OP-AMP）是当今电子技术领域中应用最广泛的一种基本器件。
在电子电路设计和实验中，OP-AMP的应用是非常普遍的。
本文将深入探讨集成运算放大器的基本应用实验数据，以便读者能够更全面、深刻地理解这一主题。
1. 理论基础在开始实验之前，我们首先需要了解集成运算放大器的基本理论知识。
集成运算放大器是一种电压增益非常高的差分放大器，具有开环增益和输入阻抗非常大的特点。
在实际应用中，我们通常将集成运算放大器配置为反馈放大电路，以实现各种电路功能，如放大、滤波、积分、微分等。
2. 实验准备在进行集成运算放大器的基本应用实验之前，我们需要准备一些基本的电子器件和实验仪器，例如集成运算放大器芯片、电阻、电容、信号发生器、示波器等。
另外，我们还需要准备一些基本的实验电路板和连接线，以便进行电路连接和测量。
3. 实验一：集成运算放大器的非反相放大电路我们首先将集成运算放大器配置为非反相放大电路，并使用信号发生器输入一个正弦波信号。
通过调节输入信号的幅值和频率，我们可以测量输出信号的幅值和相位。
通过实验数据的测量和分析，我们可以验证非反相放大电路的放大倍数和相位特性。
4. 实验二：集成运算放大器的反相放大电路接下来，我们将集成运算放大器配置为反相放大电路，并使用信号发生器输入一个正弦波信号。
同样地，通过调节输入信号的幅值和频率，我们可以测量输出信号的幅值和相位。
通过实验数据的测量和分析，我们可以验证反相放大电路的放大倍数和相位特性。
5. 实验三：集成运算放大器的积分电路我们将集成运算放大器配置为积分电路，并输入一个方波信号。
通过测量输入和输出信号的波形，我们可以验证积分电路的积分特性。
通过实验数据的测量和分析，我们可以验证积分电路的频率特性和相位特性。
通过以上实验数据的测量和分析，我们可以得出结论：集成运算放大器在非反相放大、反相放大和积分电路中的性能和特性。
我们还可以深入讨论集成运算放大器的应用范围和设计技巧，以便读者能够更全面、深刻地理解集成运算放大器的基本应用实验数据。
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。
实验五集成运算放大器的基本应用
0.5V
实验内容
2. 同相输入比例运算
参照反相输入比例运算的电路。
Ui(V) UO(V)
Ui波形
Ui波形
AV 实验值 计算值
0.5V
实验内容
3. 反相输入求和运算
按实验原理中所示电路接线，接通 电源。从实验箱的直流信号源引入输入 信号Ui，测量对应的输出信号UO的值 ，算出AV，将实验值与理论值相比较 ，分析误差产生的原因。
Vo - Vi = Vi
RF
R1
Vo = (1+ RF )Vi
R1
Avf
= Vo Vi
=1+RF R1
返回
1. 反相比例放大器
示波器
直流稳压电源 地 -15V +15V
CH1+
CH1-
函数信号发生器
9.1K
共地
1
10K
2
3
－4
8
7＋ RF=100K
6 5
CH2-
CH2+ 示波器
2. 同相比例放大器
实验五：集成运算放大器 的基本应用
电子技术基础 实验
一、实验目的
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容
1．掌握使用集成运算放大器 构成反相输入比例运算电路、 同相输入比例运算电路、反 相加法运算电路、减法运算 电路的方法；
2．进一步熟悉该基本运算电 路的输出与输入之间的关系。
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容
2. 同相比例放大器
3. 反相输入求和运算
4. 减法运算
1
8
2
7＋
3
6
－4
5
集成运算放大器的放大原理
反相比例运算放大器
集成运算放大器的基本应用
江西省电子信息技师学院实验一：集成运算放大器的基本应用一、实验目的1、学习软件ISIS的使用方法。
2、学习集成运算放大器的基本应用设计。
二、软件使用有关说明1、运行ISIS软件2、界面熟悉3、软件操作：（1）原理图放大和缩小：使用工具栏中的放大、缩小按钮；或采用鼠标滚轮来操作。
（2）删除一个元件或者连线：鼠标右键连续点两次目标。
（3）添加一个元件到原理图：选择DEVICE栏上的“P”按钮，找到元件作在的库，双击目标（object）内的元件名字，则可加入到待选栏里面。
以后选择元件就在待选栏中鼠标左键单击一个元件名，在原理图区中鼠标左键单击则可加一个元件到原理图上。
（4）连线：如果要将两个元件连接起来，按如下操作（5）添加节点：（6）修改元件参数：右键单击一个元件，变成红色后，左键单击即可出现属性框以修改相应属性。
三、实验原理集成运算放大器可以作为一个器件构成各种基本功能的电路。
这些基本电路又可以作为单元电路组成电子应用电路。
1．反相放大器反相放大器是最基本的电路，如下图所示。
其闭环电压增益为：输入电阻R i＝ R1输出电阻R o≈ 0平衡电阻R p = R1∥R F反馈电阻R F值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移。
取值应远大于信号源V i的内阻。
若R F＝ R1则为反相器，可作为信号的极性转换电路。
2、同相放大器同相放大器也是最基本的电路．如下图所示。
其闭环电压增益为：输入电阻R i＝R IC式中，R IC——运放本身同相端对地的共模输入电阻．一般为108Ω。
输出电阻R o≈ 0平衡电阻R p = R1∥R F同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点．广泛用于前置放大级。
若R F＝ 0，R1≈∞ (开路)，则为电压跟随器。
与晶体管电压跟随器(射极输出器)相比．集成运放的电压跟随器的输入阻抗更高．几乎不从信号源吸取电流；输出阻抗更小，可视作电压源，是较理想的阻抗变换器（跟随器）。
3．加法器基本的加法器电路如下图所示。
模拟电子技术实验-集成运算放大器的基本应用电路
模拟电⼦技术实验-集成运算放⼤器的基本应⽤电路实验：集成运算放⼤器的基本应⽤电路⼀、实验⽬的1、掌握集成运算放⼤器的基本使⽤⽅法；2、掌握集成运算放⼤器的⼯作原理和基本特性；3、掌握集成运算放⼤器的常⽤单元电路的设计和调试的基本⽅法。
⼆、实验仪器名称及型号KeySight E36313A型直流稳压电源，KeySight DSOX3014T型⽰波器/信号源⼀体机。
模块化实验装置。
本实验所选⽤的运算放⼤器为通⽤集成运放µA741，其引脚排列及引脚功能如图1所⽰。
引脚2为运放反相输⼊端，引脚3为同相输⼊端，引脚6为输出端，引脚7为正电源端，引脚4为负电源端。
1脚和5脚为输出调零端，8为空脚。
图1 µA741的引脚图三、实验内容1. 反相⽐例运算电路（远程在线实验）在反向⽐例运算电路中，信号由反向端输⼊，其运算电路如图2所⽰。
o图2 反相⽐例运算电路设计反相⽐例运算电路，要求输出电压与输⼊电压满⾜解析式u o=-0.5u i；写出设计过程，在远程实验平台进⾏实验验证。
实验验证时，信号发⽣器输出正弦波，频率为1kHz，峰峰值为4V，连接到输⼊端u i，利⽤⽰波器观察输⼊端u i和输出端u o的电压波形并截图。
注意：要根据远程实验提供的阻值进⾏设计，其中R1可选择20k或10k，R2可选择10k、20k或100k，其中且不可打乱图中R1、R2和R3的位置。
进⼊远程实验操作界⾯：打开远程实验操作界⾯，主界⾯左上⽅为KeySight E36313A型直流稳压电源，右上⽅为KeySight DSOX3014T⽰波器/信号源⼀体机。
两个仪器中间为指导说明区，实验前应从头⾄尾阅读⼀遍指导说明。
主界⾯中下区域为实验操作区。
直流稳压电源的调节：主界⾯左上⽅为直流稳压电源，要求其输出±12V电压。
点击直流稳压电源进⼊调节界⾯。
点击电源开关打开电源，观察屏幕显⽰。
分别点击电源右上⾓的2或3通道选择按钮，在数字区输出12后再按Enter按键，分别设置2和3两个通道的电压为12V。
集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告
集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告实验目的：1. 学习集成运算放大器的基本应用；2. 掌握模拟运算电路的基本组成和设计方法；3. 理解反馈电路的作用和实现方法。
实验器材：1. 集成运算放大器OP07；2. 双电源电源供应器；3. 多用途万用表；4. 音频信号发生器；5. 电容、电阻、二极管、晶体管等元器件。
实验原理：集成运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、具有巨大开环增益的差分放大器。
在应用中，我们通常通过反馈电路来控制放大器的增益、输入输出阻抗等特性，从而使其实现各种模拟运算电路。
常用的反馈电路有正向电压反馈、负向电压反馈和电流反馈等。
各种反馈电路的实现方法有所不同，但基本思想都是引入一个反馈回路来控制电路的传递函数，从而实现对电路特性的控制。
实验内容：1. 非反相比例放大电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
2. 非反相积分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
3. 非反相微分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
4. 反相比例放大电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
5. 反相积分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
6. 反相微分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
7. 增益和带宽测试选择合适的集成运算放大器，按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
实验数据及分析：根据实验中所得到的数据，可以绘制出放大倍数和频率的曲线图，从中可以看出电路的增益特性和带宽特性。
实验结论：通过本次实验，我们学习了集成运算放大器的基本应用，掌握了模拟运算电路的基本组成和设计方法，理解了反馈电路的作用和实现方法，同时也提高了我们的实验操作能力。
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实验五、集成运算放大器的基本应用
一、实验目的
1、掌握集成运算放大器组成的反向比例、同相求和、反相加法电路的特点、性能及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，并学会对上述的测试和分析的方法。
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。
μA741引脚排列图介绍：
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，为了正确使用集成运放，这里介绍他的引脚排列图， 下图是μA741（或F007），引脚排列示意图：
μA741（或F007），引脚排列图
本实验采用的集成运放型号为μA741（或F007），引脚排列如上图所示，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。
一般μA741 左下角有黑色一圆点标志，这黑色圆点标志就是①脚，也就是定位脚，根据这①脚逆时针排序到8脚。
（一）、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 //R F。
图7－1 反相比例运算电路 图7－2 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
R3＝R1 //R2 //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
R2＝R1 //R F
当R1→∞时，U O＝U i，即得到如图7－3(b)所示的电压跟随器。
图中R2＝R F，用以减小漂移和起保护作用。
一般R F取10KΩ， R F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
图7-3 同相比例运算电路
四、实验内容
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) 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＝0.1V的正弦交流信号，用交流毫伏表测量相应的U O，并用示波器观察u O和u i的相位关系，记入表7-1。
表8-1 U i＝0.5V，f＝100Hz
U i（V）U0（V）u i波形u O波形
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) 将图7－3(a)中的R1断开，得图7－3(b)电路重复内容1)。
表7－2 U i＝0.5V f＝100Hz
U i（V）U O(V)u i波形u O波形
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。
输入信号采用直流信号，直接使用THM-4实验箱上的两组可调+5V
和-5V的直流电压做为输入信号U i1、U i2，实验时要注意选择合适
的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。
用直流电压表测
量输入电压U i1、U i2及输出电压U O，记入表7－3。
表7-3
U i1(V)-0.95v-0.8v-0.70v-0.8v-0.95
U i2(V) 1.43v 1.52v 1.70v 1.63v 1.52v
U O(V)
五、实验总结
加深理解运算放大器电路的基本性质和特点。
通过对同相比例、反相比例、反相加法电路的测量，进一步理解它们的运算关系。
通过分析实验数据初步掌握误差的性质和产生误差的主要原因。