集成运放电压放大电路
集成运放放大电路实验报告
集成运放放大电路实验报告一实验目的：用运算放大器等元件构成反相比例放大器，同相比例放大器，反相求和电路，同相求和电路，通过实验测试和分析，进一步掌握它们的主要特征和性能及输出电压与输入电压的函数关系。
二仪器设备：i SXJ-3B型模拟学习机ii 数字万用表iii 示波器三实验内容：每个比例求和运算电路实验，都应进行以下三项：（1）按电路图接好后，仔细检查，确保无误。
（2）调零：各输入端接地调节调零电位器，使输出电压为零（用万用表200mV档测量，输出电压绝对值不超过0.5mv）。
A. 反相比例放大器实验电路如图所示R1=10k Rf=100k R’=10k输出电压：Vo=-(Rf/R1)V1实验记录：将电路输入端接学习机上的直流信号源的OUTPUT，调节换档开关置于合适位置，并调节电位器，使V1分别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
实际测量V0的值填在表内。
B 同相比例放大器R1=10k, Rf=100k R＇=10k输出电压：V0=（1+Rf/R1）V1别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
E 电压跟随器实验电路：四思考题1 在反相比例放大器和加法器中，同相输入端必须配置一适当的接地电阻，其作用是什么？阻值大小的选择原则怎样考虑？此电阻也称之为平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，减少输入失调电流或对电路的影响。
2分析实验数据与理论值产生的误差原因。
（1）运放输入阻抗不是无穷大。
（2）运放增益不是无穷大。
（3）运放带宽不是无穷大。
（4）运放实际存在输入、温漂等等。
常用功率放大的集成运放工作电压
常用功率放大的集成运放工作电压集成运放（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种常用的电子器件，用于信号放大、滤波、积分、微分、比较等多种电路应用。
在集成运放的应用中，工作电压是一个非常重要的参数。
工作电压是指集成运放在正常工作状态下所需要的电源电压。
常用功率放大的集成运放工作电压一般为±15V。
这意味着正向电源电压为+15V，负向电源电压为-15V。
为了保证集成运放的正常工作，工作电压必须在集成运放规格书中规定的范围内。
如果电源电压过高或过低，都会导致集成运放性能下降甚至损坏。
常用功率放大的集成运放工作电压为±15V的原因有以下几点：1. 适应常见电源电压：±15V的电源电压是电子器件中比较常见的电压范围，可以方便地与其他电路进行连接。
同时，这个电源电压范围也符合常见的实际应用需求。
2. 提供足够的动态范围：±15V的电源电压可以提供足够的动态范围，使得集成运放在输入信号较小或较大的情况下都能够正常放大。
这对于功率放大应用来说非常重要，因为功率放大往往需要放大较大的信号。
3. 保证稳定性和线性度：集成运放在工作时，电源电压的稳定性和线性度对其性能有很大影响。
选取±15V的电源电压可以在一定程度上提高集成运放的稳定性和线性度，从而获得更好的放大效果。
需要注意的是，虽然常用功率放大的集成运放工作电压为±15V，但在实际应用中也存在其他工作电压的集成运放。
例如，一些低功耗应用可能使用较低的工作电压，如±5V或±3.3V。
而一些特殊应用，如高压放大或高速放大，可能需要更高的工作电压。
常用功率放大的集成运放工作电压为±15V，这一选择是为了适应常见的电源电压范围、提供足够的动态范围以及保证稳定性和线性度。
在实际应用中，根据具体需求选择合适的工作电压是非常重要的，以确保集成运放的正常工作和性能优良。
第八章：集成运放放大电路
+
+ uo uo1 IR e
-
Rc
+ RL u -o2 T2 Rb E
u ic
uo= 0 (理想化)。
_V
Re
+ ui2 －
EE
共模电压放大倍数
Auc 0
8.2.3 具有恒流源的差分放大电路
根据共模抑制比公式： Re K CMR Rb rbe 加大Re，可以提高共模抑 制比。为此可用恒流源T3来 + 代替Re 。 u
8.2 差分放大电路
差分放大电路（Differential Amplifier） 又称差动放大电路，简称差放，是构成 多级直接耦合放大电路的基本单元电路。 它具有温漂小、便于集成等特点，常用 作集成运算放大器的输入级。
8.2.1 直接耦合放大电路的零点漂移现象 1. 零点漂移现象及其产生的原因 直接耦合放大电路在输入信号为零时， 会出现输出端的直流电位缓慢变化的现 象，称为零点漂移，简称零漂。
uo2 T2 Rb -
Au d
u i1 RL － ( Rc // )
u id
2
Rb rbe
2
+ ui2 －
+
ib
+
ic rbe β ib RL uo1
2
差模输入电阻:
+
Rid 2Rb rbe
输出电阻:
ui1 +
Rb
+
RC
-+
Ro 2Rc
(2)加入共模信号
ui1=ui2 =uic， uid=0。 设ui1 ，ui2 uo1 ， uo2 。 因ui1 = ui2， uo1 = uo2
集成运算放大电路
VCCUBE0 R
(1)
当 1 时，T1管的集电极电流
IC1IE1UBE0ReUBE1
(2)
(2)式中 (UBE0 – UBE1) 大概几十毫伏，因此只要 几千欧的 Re 就可以得到几十微安的IC1，所以称 为微电流源。
由式
IC1
Re0 Re1
IRU ReT1lnIICR1
可得
IC1
UT Re
ln
+VCC
IC0=IC1=IC ，IR为基准电流。
T0
C
T1
A点的电流方程I为E2：IC2IBIC2IC
IC0
2IB
IC
A
1
IC
2
IE2
2
IC2
IB2
IE2
1
B
T2
2
IC2
(1)
IR R
IC2 B点的电流方程为：
IR IB 2 IC IC 2 1 2 IC 22 2 2 2 2 IC 2
பைடு நூலகம்
UBE
UT
ln
IE IS
(2)
B
IC0
T0
A T1
IB0
IB1
Re0 IE0
IE1 Re1
因 将T(30)与式T代1 特入性 (1)完式全得U相：B同E0，U 故B：E1UTlnIIE E10 IE1Re1IE0Re0UTlnIIE E1 0
(3) (4)
当 2时，IC0IE0IR，IC1 IE1，所以
IC2(122 22)IRIR
(2)
2.4 多路电流源电路
基于比例电流源的多路电流源：
+VCC
IR R
C B
IC0
简单的集成电路运算放大器
第21讲6.3 简单的集成电路运算放大器主要内容:本节主要介绍了集成电路运算放大器。
基本要求：了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点。
教学要点：1．集成电路运算放大器的组成集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，一般由四部分组成。
（1）输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。
（2）.电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成（3）.输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。
（4）偏置电路是为各级提供合适的工作电流。
此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等2．简单的运算放大器简单运算放大器的原理电路如图所示。
（1）T1,T2对管组成差分式放大电路，信号双端输入、单端输出。
（2）复合管T3,T4组成共射极电路，形成电压放大级，以提高整个电路的电压增益。
（3）T5,T6组成两级电压跟随器，构成电路的输出级，它不仅可以提高带负载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压v id=v i1-v i2为零时，输出电压v O=0的目的。
（4）R7和D组成低电压稳压电路以供给的基准电压，它与T9一起构成电流源电路以提高T5的电压跟随能力。
（5）电路符号：由此可见，运算放大器有两个输入端（即反相输入端1和同相输入端2）,与一个输出端3。
在运算放大器的代表符号中，反相输入端用"-"号表示，同相输入端用"+"表示。
器件外端输入、输出相应地用N,P和O表示。
（6）输入和输出的相位：利用瞬时极性法分析可知，当输入信号电压v i1从反相输入端输入时（v i2=0），如v i1的瞬时变化极性为(+)时，各级输出端的瞬时电位极性为：v C2（+）→v O2（–）→v B6（–）→v O（–）则输出信号电压v o 与v i1反相；同时，当输入信号电压从同相端输入v i2(v i1=0)时，可以检验，输出电压v o与v i2同相。
集成运算放大器
A/D转换方法
– 计数法 速度慢 – 双积分式A/D转换器 精度高、干扰小 速度慢 – 逐次逼近式A/D转换器 原理同计数式相似，只是从最高位开始，通过试探值来计数。
例1：ADC0804 （8位,100us,转换精度 ±1LSB,内带可控三态门）。
例2：ADC570 (输入电压：0~10V 或 -5V~+5V）
例3. 8位以上A/D转换器和系统连接。 ADC1210：12位，100us，启动端SC，结束转换CC。
例4. ADC0809: 逐次逼近式8通道8位ADC。
同时有模拟电路和数字电路的系统中地 线的连接
模拟电路 ADC DAC 数字电路
模拟电路 AGND
数字电路 DGND
模拟地
公共接地点
if RF
R1 R2
R3 RP
－ ＋
u0
ui 1 ui 2 ui 3 uo R1 R2 R3 Rf 可得： uo R f ( ui 1 ui 2 ui 3 ) R1 R2 R3 若R1=R2=R3=R，则 u R f ( u u u ) o i1 i2 i3 R
集成运算放大器
1．集成运算放大器概述
集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出 电阻的多级直接耦合放大电路，一般由四部分组成：
输入级：一般是差动放大 器，利用其对称特性可以 提高整个电路的共模抑制 比和电路性能，输入级有 反相输入端“-”、同相 输入端“+”两个输入端； 中间级：的主要作用是
3、差动比例运算电路
R1=R2，R’=RF Uo=-RF/R1(Ui1-Ui2)
差动比例运算电路 又称减法运算电路
集成运算放大器基本运算电路
集成运算放大器的基本运算电路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uO＝-ui图1 反相比例运算电路为了减小输入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)同相比例运算电路图2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)ui当R1→∞时，uO=ui，即得到如图3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。
图2 同相比例运算电路图3 电压跟随器(3)反相加法电路电路如图4所示。
图4 反相加法运算电路输出电压与输入电压之间的关系为uO=()R3=R1||R2||RF (4) 减法运算电路对于图5所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式uO=(ui2-ui1)图5 减法运算电路(5)积分运算电路反相积分电路如图6所示。
在理想化条件下，输出电压uo等于uo(t)= —式中“—”号表示输出信号与输入信号反相。
uc(o)是t=0时刻电容C两端的电压值，即初始值。
图6 积分运算电路如果ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设uc(o)=0，则—即输出电压uo(t)随时间增长而线性下降。
显然时间常数R1C的数值大，达到给定的uo值所需的时间就长。
积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限制。
在进行积分运算之前，首先应对运放调零。
为了便于调节，将图中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用帮助实现调零。
但在完成调零后，应将K1打开，以免因R2的接入造成积分误差。
K2的设置一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压uc(o)=0。
集成运算放大电路全篇
Y0 Y1 Y2 Y3 B
注：式中Aod为差模开环放大倍数。
二、 集成运放中的电流源电 路
4.2.1 基本电流源电路
一、镜像电流源
+VCC
IR
B IC0
T0
R 2IB
A
IB0
IB1
IC1 T1
UBE0= UBE1， β0=β1=β， IC0=IC1=IC= βIB ， IC1为输出电流， IR为基准电流。
基准电流表达式：
IR
用
uP
集成运放组成方框图：
输入级
uN
中间级
输出级 uO
偏置电路
1) 输入级 又称前置级，常为双输入高性能差分放大电路（高Ri 、大Ad、 大KCMR、静态电流小）。输入级的好坏直接影响着集成运放的大多数性能 参数。
2) 中间级 主放大器，使集成运放具有较强的放大能力，多采用共射 （或共源）放大电路。放大管经常采用复合管，以恒流源做集电极负载。
R`3
C`1 R`3
2.1k
2.1k
R`5 240k
C`1
R`4 25k
R`5 240k
－ ＋
R7 100k
－∞ A3
(以下电路同上，仅C1、C2 值不同，电路从略）
图5.6 十五段优质均衡器
(2) 当R4的滑动触头移到最左边时，其电路如图8.7（a）所示。
C1
R3
R3
C2 R5
R4 R5
－∞
R6
B点的电流方程为：
IR
IB2
IC
IC2
1 2
IC2
2
2
2 2
2
I
C
2
IC2
(1
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集成运放电压放大电路
一、引言
集成运放是一种常用的电子元器件，广泛应用于各种电路中。
其中，
电压放大电路是集成运放最常见的应用之一。
本文将介绍集成运放电
压放大电路的原理、特点、设计方法以及注意事项等方面。
二、原理
集成运放电压放大电路是通过对输入信号进行放大来实现信号处理的。
其基本原理如下：
1. 集成运放有两个输入端，一个输出端和一个反馈回路。
2. 当两个输入端的电位相同时，输出端的电位为0V。
3. 当两个输入端的电位不同时，输出端会产生相应的输出信号。
4. 反馈回路可以控制输出信号与输入信号之间的比例关系。
三、特点
1. 集成运放具有高增益和低失调等特点，能够有效地对输入信号进行
放大和处理。
2. 集成运放具有高输入阻抗和低输出阻抗等特点，能够有效地避免对
外部电路造成影响。
3. 集成运放具有广泛的工作范围和稳定性等特点，能够适应各种复杂
环境下的使用需求。
四、设计方法
1. 确定电路的输入信号和输出信号的范围和要求。
2. 选择合适的集成运放芯片，根据其参数和特性进行设计。
3. 确定反馈回路的类型和参数，以控制输出信号与输入信号之间的比例关系。
4. 根据电路的要求进行滤波、放大、偏置等处理，以满足电路的性能要求。
五、注意事项
1. 集成运放具有高增益和高灵敏度等特点，需要注意对外部干扰信号的抑制和屏蔽。
2. 集成运放具有广泛的工作范围和稳定性等特点，需要注意对温度、湿度等环境因素的影响。
3. 反馈回路是集成运放电压放大电路中最重要的组成部分之一，需要注意其类型、参数和连接方式等方面。
六、总结
集成运放电压放大电路是一种常用且重要的电子元器件应用。
通过对输入信号进行放大和处理，可以实现各种复杂信号处理需求。
在设计过程中需要注意选择合适的集成运放芯片、确定反馈回路类型和参数以及注意各种环境因素对电路性能影响等方面。