实验五 集成运算放大器
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。
实验五 集成运放的基本应用——信号运算电路
一、实验目的：
集成运放的基本应用——信号运算电路
1、熟悉用集成运算放大器构成基本运算电路的方法； 2、学习设计比例放大，加法、减法运算等电路； 3、掌握电流、电压转换电路的设计、调试方法； 4、学习双电源的连接方法。
二、实验原理：
集成运算放大器具有增益范围大，通用性强，灵活性大，体积小，寿命长，耗电省，使 用方便等特点， 因此应用非常广泛， 由运算放大器构成的数学运算电路是运放线性应用电路 之一。 1、反相比例运算 在理想条件下，电路的闭环增益为：
图 5-5 基本微分运算电路
三、实验内容：
1、按图 5-6 安装运放调零电路，在输入端接地时调节 W 使 uO=0。
2
Hale Waihona Puke 图 5-6 调零电路 2．反相比例放大器 实验电路如图5-7所示
图5-7 反相比例放大电路 按表5-1内容实验并测量记录 表5-1 直流输入电压Vi（mV） 理论估算（mV） 输出电压Vo 实 际 值（mV） 误差 3．反相求和放大电路 实验电路如图5-8所示 100 300 500 600 1000 3000
四、预习要求：
1、了解F741运算放大器的性能参数，计算各运算电路输出电压UO的数值。 2、当用示波器观察积分输入、输出信号时，会发现波形不稳定，怎样才能使波形稳定 下来。
五、思考题：
1、分析基本运算电路输出电压的误差产生的原因，如何减小误差。 2、在分析加法、减法、微分、积分运算电路时，所依据地基本概念是什么？基尔霍夫 电流定律（KCL）是否得到应用？如何导出输入与输出之间的关系？
Auf
Rf Rf UO ，U O US US R1 R1
上式可见 R f R1 为比例系数，若当 R f R1 时，则 U S U O ，故电路即变成了反相 器。 R2 R f / / R1 用来减小输入偏置电流引起的误差。
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
5集成运放电路实验报告
5集成运放电路实验报告实验目的：1.熟悉基本的集成运放电路的组成和功能；2.了解非反转运放电路、反转运放电路及运算放大器电路的工作原理；3.学会使用运放电路进行信号放大、滤波和求和。
实验仪器：1.电源供应器2.六组运筹放大器模数器件3.信号发生器4.示波器5.可调电阻6.电容7.电感实验原理：集成运放是一种重要的模拟电子器件，可广泛应用于电子电路中。
它具有高放大倍数、输入阻抗高、输出阻抗低等特点，在模拟电路的设计中起到了重要作用。
实验一：非反转运放电路非反转运放电路可以实现信号的放大，其电路图如下：Rf------------↑----------，OUVref---------+， -， VouV1，+--------R1R++----------```实验二：反转运放电路反转运放电路可用于信号放大和求逆，其电路图如下：```Rf--------↑--------，-，V1-----，+R1++----------```实验三：运算放大器电路运算放大器是一种特殊的运放电路，可以实现加法、减法、乘法和除法等运算。
其电路图如下：```Rf---------↑-------------，OUVref1--------V1-------------------Rg```实验步骤：1.使用示波器测量电源供应器的输出电压，调整到所需电压范围内；2.将非反转运放电路连接好，并连接示波器检测输出波形；3.调整电阻值，观察输出波形的变化；4.按照同样的方式，搭建反转运放电路进行实验；5.最后，搭建运算放大器电路进行实验，观察输出波形的变化。
实验结果：1.非反转运放电路实验中，当Rf=10kΩ，R1=2.2kΩ，V1=2V时，输出波形经过放大后为4V；2.反转运放电路实验中，当Rf=10kΩ，R1=2.2kΩ，V1=2V时，输出波形经过放大后为-4V；3. 运算放大器电路实验中，V1=2V，Vref1=4V，Rf=10kΩ，R1=2.2kΩ，Rg=3kΩ，输出波形为两个输入信号的和。
模电实验五集成运算放大器操作
湖北工业大学电子实验-1实验报告专业 班号 指导老师 姓名 学号 实验日期 实验名称 集成运算放大器的基本运用操作及仿真 第 5、6 次实验一、 实验目的（1）研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。
（2）熟悉集成运放的正确使用方法。
二、实验仪器1．器件 集成运放 A 741*1 双比较器 LM393*1 二极管 2CP10*1 稳压管 2CW13*2 电容 0.01 F*1 0.022 F*2 电阻 1K Ω*2 2K Ω*2 10K Ω*3 15K Ω*2 20K Ω*1 24K Ω*1 51K Ω*2 100K Ω*2 1M Ω*1 电位器 2.2K Ω*1直流稳压电源 一台2．交流正弦信号发生器 一台 3．双踪示波器 一台4．直流稳压电源 一台5计算机三、画出各实验电路图并简述其原理（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R 2＝R 1 // R F 。
U图3－8 反相比例运算电路（2)同相比例运算电路。
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i i i 1F O U 11U )101001()U R R (1U =+=+=， R 2＝R 1 // R F当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图3－9(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。
-12VU -12V（a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器图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：)10U -(10U )U 10100U 10100-()U R R U R R (U i2i1i2i1i22F i11F O +=+=+-= 其中R 3＝R 1 // R 2 // R F i i i 1F O U 10U 10100U R R U -=-=-=UU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R 1＝R 2，R 3＝R F 时， 有如下关系式 )U 10(U )U (U 10100)U (U R R U i1i2i1i2i1i21F O -=-=-=UU图3－11 减法运算电路四、实验任务（1）复习教材中有关OTL 放大电路部分内容，理解其工作原理。
模拟电路：实验五、集成运算放大器的应用
一、实验目的 1、了解集成运算放大器的性能及特点。 2、学会用集成运算放大器构成基本运算电路。 3、掌握相关测量的基本方法。
二、实验仪器设备及器件
1.直流稳压电源；
5.模电实验箱；
2.函数发生器；
6.直流小信号源；
3.双踪示波器；
7.集成运放μA741；
4.数字万用表；
8.阻、容器件若干。
三、与集成运放电路相关的几个问题
1. 集成运算放大器μA741的功能引脚及排列
空脚
+12V
输出端
反相输入端 同相输入端
-12V 1、5脚为外接调零端子
2、运算电路的调零 （1）为什么要调零？
由于集成运算放大器的输入失调电压和失调电流的 影响，使运放组成的线性运算电路在输入信号为零时， 而输出往往不等于零。为提高电路的运算精度，要求对 失调电压和失调电流造成的误差进行补偿(修正)，这就 是运算放大器的调零，又称静态调零。
测量值
UI
UO
＋0.2V
－0.2V
计算值 AV＝UO/UI
3.电压跟随电路
按右图进行接线并按下 表要求测量。
Rf 10K +12V
7
2
3 +6 +
+ R2 10K 3 4
Ui
-12V
Uo
测量值 计算值 _
_
UI
UO
AV＝UO/UI
＋0.2V －0.2V
Uo＝Ui
4. 反相加法运算电路
Rf 100K R1 10K
另外要注意输入与 输出的相位关系。
uo=－R—1C—∫uidt
7、微分运算电路 输入要求：频率 f=100Hz的方波信号，UIP-P＝100mV。 用双踪示波器观察并记录输入、输出的波形，同时测 量并记录UOP-P的值。 提示： 注意相位关系。
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一、实验目的。
本实验旨在通过对集成运算放大器的基本应用进行实验操作，加深对集成运算放大器的工作原理和基本应用的理解，掌握集成运算放大器的基本特性和应用技巧，提高实验操作能力和动手能力。
二、实验仪器与设备。
1. 集成运算放大器实验箱。
2. 示波器。
3. 直流稳压电源。
4. 电阻、电容等元器件。
5. 万用表。
6. 示波器探头。
三、实验原理。
集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种高增益、直流耦合的差动放大器，具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定、频率响应宽等特点，广泛应用于模拟电路中。
在本实验中，我们将学习集成运算放大器的基本特性和应用技巧，包括集成运算放大器的基本参数、基本电路和基本应用。
四、实验内容。
1. 集成运算放大器的基本参数测量。
a. 输入失调电压的测量。
c. 增益带宽积的测量。
2. 集成运算放大器的基本电路实验。
a. 非反相放大电路。
b. 反相放大电路。
c. 比较器电路。
d. 电压跟随器电路。
3. 集成运算放大器的基本应用实验。
a. 信号运算电路。
b. 信号滤波电路。
c. 信号调理电路。
五、实验步骤。
1. 连接实验仪器与设备，按照实验要求进行电路连接。
2. 分别测量集成运算放大器的输入失调电压、输入失调电流和增益带宽积。
3. 搭建集成运算放大器的基本电路，观察输出波形并记录实验数据。
4. 进行集成运算放大器的基本应用实验，观察输出波形并记录实验数据。
六、实验数据与分析。
1. 输入失调电压测量数据。
输入失调电压，0.5mV。
平均输入失调电压，0.55mV。
2. 输入失调电流测量数据。
输入失调电流，10nA。
输入失调电流，12nA。
平均输入失调电流，11nA。
3. 增益带宽积测量数据。
增益带宽积，1MHz。
4. 实验数据分析。
通过测量数据的分析，我们可以得出集成运算放大器的输入失调电压较小，输入失调电流也较小，增益带宽积较大，符合集成运算放大器的基本特性。
实验五---集成运算放大器的参数测试
实验五 集成运算放大器的参数测试一、实验目的1、学会集成运放失调电压U IO 的测试方法。
2、学会集成运放失调电流I IO 的测量方法。
3、掌握集成运放开环放大倍数Aod 的测量方法。
4、学会集成运放共模抑制比K CMR 的测试方法。
二、实验仪器及设备1、ＤＺＸ－１Ｂ型电子学综合实验台 一台2、XJ4323 双踪示波器 一台3、集成运放 uA741 一片 三、实验电路1、测量失调电压U IO 。
2、测量失调电流I IO 。
I IO =RR R U U O O ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-12121式中的U O1为测失调电压U IO 时的U O1 ，U O 2 为下面电路中测得的U O 。
U IO =211R R R+U O1R2 5.1KR2 5.1K3、测量开环放大倍数Aod 。
4、共模抑制比K CMR 。
注意：Ui 必须小于最大共模输入电压U iCM ＝12V四、实验内容及步骤 1、测量失调电压U IO（1） 按图接好电路，检查电路无误后接通电源，用示波器观察输出Uo 有无振荡，若有振荡，应采用适当措施加以消除。
（2） 测量输出电压，记做U O1，并计算失调电压U IO 。
2、测失调电流I IO（1） 按图接好电路，检查电路无误后接通电源，用示波器观察输出Uo 有无振荡，若有振荡，应采用适当措施加以消除。
（2） 测量输出电压，记做U O2，并计算失调电流I IO 。
3、测量开环放大倍数Rf 5.1KA Od =UiR R R U O 323+URf 5.1KK CMR = OCO A A d=UoU R R F i1•（1） 按图接好电路，接通电源。
（2） 在输入端加入Us ＝1V ，f ＝20Hz 的交流信号，用毫伏表测量Uo 和Ui ，计算出Aod 。
4、测量共模抑制比（1） 按图接好电路，接通电源。
（2） 在输入端加入一定幅值的频率为20Hz 的交流信号，用毫伏表测量Uo 和Ui ，计算出K CMR 。
实验五 集成运算放大器的基本应用
图5－6 简易可调直流信号源
图5－1 反相比例运算电路
图5－2 反相加法运算电路
表5-3
Ui1(V) Ui2(V) UO(V)
4、减法运算电路
1) 按图5－4连接实验电路。（将图5－2改为图5－4）进行调零和消振。 2) 采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表5－4。 注意：1、±Ui1±Ui2≤±0.5V ，以确保集成运放工作在线性区。 2、 Ui1、Ui2 尽量取整数，以便于检查。
三、实验设备与器件
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 电阻器、电容器若干。 注意：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; 接线过程中，要在断电状况下进行；否 则将会损坏集成块。
四、实验内容
1、反相比例运算电路 1) 按图5－1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，Ui＝0.5V（先将信号源20dB衰减按钮压下，然后直接用毫伏 表测信号源输出端，当调节输出约0.5V ，再接入实验板，接入后再复测检查一次 ） 的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记入表5-1。
图5－1 反相比例运算电路
图5-3 同相比例运算电路 uO波形 实测值 AV 计算值
表5-1 Ui＝0.5V，f＝100Hz
Ui（V） U0（V） ui波形
2、同相比例运算电路
按图5－3连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记入表5－2。 实际上就是将原来R1接UI、 R2 接地互换；变成R1接地、 R2接UI。
图5－1 反相比例运算电路
图5-3 同相比例运算电路
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实验五集成运算放大器
一、实验目的
1. 掌握集成运算放大器构成的运算电路的特点。
2. 熟悉运算电路性能指标的测量方法。
3. 学会运算电路的分析方法。
二、实验仪器
1. 模拟电路实验仪。
2. 双踪示波器。
3. 交流毫伏表。
4. 信号发生器。
5. 数字万用表。
6. 直流稳压电源。
7. 多功能计数器。
三、预习要求
1. 根据图5.1所示电压跟随器，计算V o、A f的理论值，并填入表5.1中。
2. 根据图5.2所示反向比例放大器，计算V o的理论值，并填入表5.2中。
3. 估算表5.3中的理论值。
4. 根据图
5.3所示同向比例放大器，估算表5.4、表5.5中的理论值。
5. 根据图5.4所示的反向求和放大器、图5.5所示双端输入求和放大器，分别计算输出电压V o。
6. 分析图5.6所示积分电路，若输入正弦波，V o与V i相位差是多少？当输入信号的频率为l00Hz、有效值为2V时，V o=？
7. 分析图5.7所示微分电路，若输入方波，V o与V i相位差多少？当输入信号的频率为160Hz，幅值为1V时，输出V o =？
8. 从实验角度，简述放大器上限截止频率的测量方法。
四、实验内容
1. 电压跟随器
（1）实验电路按如图5.1所示接线。
图5.1 电压跟随器
（2）按表5.1要求进行实验，输入大小不等、频率均为100Hz 的正弦信号（下同），在R L =∞、R L =5K1两种情况下，测量输出电压V o ，并总结电压跟随器的主要特点。
表5.1
2. 反向比例放大器
（1）实验电路按图5.2所示接线。
图5.2 反向比例放大器
（2）按表5.2内容实验并测量记录。
表5.2
（3）按表5.3要求实验并测量记录。
表5.3
（4）测量图5.2电路的上限截止频率f H 。
（f H = ） 3. 同向比例放大器
（1）实验电路按图5.3所示接线。
图5.3 同向比例放大器
（2）按表5.4和表5.5内容实验并测量记录。
表5.4
表5.5
（3）测出电路的上限截止频率f
H 。
结果：f H = 4. 反向求和放大器
（1）实验电路如图5.4所示。
图5.4 反向求和放大器
（2）按表5.6内容进行实验测量，并与预习计算比较。
表5.6
（3）测出电路的上限截止频率f H 。
结果：f H =
5. 双端输入求和放大器
（1）实验电路按图5.5所示接线。
图5.5 双端输入求和放大器（2）按表4-7要求实验并测量记录。
表5.7
6. 积分电路
（1）实验电路如图5.6所示。
图5.6 积分电路
（2）取V i= 1V，断开开关K1，用示波器观察V0变化。
（3）测量饱和输出电压及有效积分时间。
（4）使图5.6中积分电容改3C7为0.1μF，断开K1，V i分别输入100Hz幅值为2V的方波和正弦波信号，观察V0与V i大小及相位关系，并记录波形。
（5）改变图5.6电路的频率，观祭V0与V i的相位，幅值关系。
7. 微分电路
（1）实验电路如图5.7所示。
图5.7 微分电路
（2）输入正弦波信号，f=160Hz有效幅值为1V，用示波器观察V0与V i波形并测量输出电压。
（3）改变正弦波频率（20Hz-400Hz），观察V0与V i的相位、幅值变化情况并记录。
（4）输入方波，f=200Hz，V i=±5V，用示波器观察V0波形。
按上述步骤重复实验。
五、实验报告
1. 整理实验中的数据及波形。
2. 总结实验中7种运算电路的特点及性能。
3. 分析实验结果与理论计算的误差原因。