反相比例放大器例题
模电实验模拟运算放大电路(一)
实验目的和要求：① 了解运放调零和相位补偿的基本概念。
② 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
③ 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。
实验原理：预习思考：1、 设计一个反相比例放大器，要求：|A V|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上； 电路图如P20页5-1所示，电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ2、 设计一个同相比例放大器，要求：|A V|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；R F R LVo电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ 3、 设计一个电路满足运算关系 VO= -2Vi1 + 3Vi2减法运算电路：1123213111113232)()()(i f i f i f i i O V R R V R R R R R R V R R R V R R R V V -++=++-+=3)()(32131=++R R R R R R f ，0,22211==⇒=R R R R R f f取Ω=Ω=Ω=Ω=K R K R K R K R f 100,0,20,10321实验电路如实验内容：1、反相输入比例运算电路（I ） 按图连接电路，其中电源电压为±15V ，R 1=10 kΩ, R F =100 kΩ, R L =100 kΩ, R P =10 kΩ//100 kΩAR1R F Rp=R F //R1R LVoVi+Vcc-Vcc输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值，此时测出失调电压0.016 V 分析：失调电压是直流电压，将会直接影响直流放大器的放大精度。
直流信号测量：Vi/V V O /V Avf测量值 理论值 -2 14.25 -7.125 -10 -0.5 4.98 -9.96 -10 0.5 -5.02 -10.04 -10 2-12.87-6.435-10实验结果分析：运算放大器的输出电压摆幅受器件特性的限制，当输入直流信号较大时，经过运放放大后的输出电压如果超过V OM ，则只能输出V OM 的值。
反相比例放大器波形失真的原因
反相比例放大器波形失真的原因以反相比例放大器波形失真的原因为标题，我们将详细讨论该问题。
反相比例放大器是一种常用的放大电路，能够将输入信号放大并反向输出。
然而，在实际应用中，我们常常会遇到波形失真的问题，即输出信号与输入信号存在差异或畸变。
波形失真的原因可以归结为若干方面，我们将逐一探讨。
反相比例放大器的波形失真可能与非线性元件特性有关。
在反相比例放大器中，常用的非线性元件是BJT（双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
这些元件在工作过程中，会因为电流和电压的变化而引起非线性失真。
特别是在高频信号放大时，非线性元件的非线性特性更为明显，会导致输出波形失真。
反相比例放大器的波形失真可能与电容和电感元件有关。
在放大电路中，电容和电感元件常用于滤波和频率响应的调整。
然而，这些元件本身也具有一定的频率特性。
在高频信号放大过程中，电容和电感元件的频率特性可能会导致输出波形失真，尤其是在频率较高时。
反相比例放大器的波形失真还可能与输入信号的幅度和频率有关。
反相比例放大器的放大倍数通常是固定的，而输入信号的幅度和频率可能会超出放大器的工作范围。
当输入信号的幅度过大或频率过高时，放大器可能无法正确放大信号，导致输出波形失真。
因此，在设计反相比例放大器时，需要合理选择放大倍数和工作范围，以避免波形失真的问题。
反相比例放大器的波形失真还可能与电源电压的稳定性有关。
反相比例放大器通常需要外部电源电压来提供工作电压。
如果电源电压不稳定或存在噪声干扰，可能会影响放大器的工作状态，导致输出波形失真。
因此，在实际应用中，需要确保电源电压的稳定性和干净度，以提高反相比例放大器的波形质量。
反相比例放大器的波形失真还可能与电路布局和元件选择有关。
电路布局不合理或者元件选择不当，可能会引入电磁干扰或者噪声，从而影响放大器的工作效果，导致波形失真。
因此，在设计反相比例放大器时，需要考虑电路布局和元件选择的因素，以减少干扰和噪声的影响。
实验二 设计反相、同相放大器、跟随器
电子线路设计实验报告题目: 设计反相、同相放大器、跟随器班级： 0311410姓名：曾刚学号： 031141013指导老师：徐超时间： 2013、12、31实验二设计用运算放大器构成反相放大器、同相放大器、跟随器实验要求1、测试三种电路的输入电阻、输出电阻、放大倍数、通频带等参数并记录。
2、用Multisim仿真这三种电路并记录好主要参数。
3、比较对应参数，写出分析报告要求掌握：分析不同电路的参数结果1总体设计1.1同向比例放大器的设计1.1.1仿真电路如下：1.1.2仿真结果如下：分析：输入信号电压0.1V,频率1kHz,由图可以输出信号为1V,频率为1kHz.放大10倍，满足同向比例放大器的的电压放大公式Av=1+Rf/Rr其输入电阻为Ri趋近于无穷大，输出电阻Ro趋近于零。
1.2反向比例放大器的设计1.1.1仿真电路如下：1.1.2仿真结果如下：分析：输入信号电压0.1V,频率1kHz,由图可以输出信号为1V,频率为1kHz.放大10倍，满足反向比例放大器的的电压放大公式Av=-R2/R1其输入电阻为Ri为R1，输出电阻Ro趋近于零。
1.3电压跟随器的设计1.1.1仿真电路如下：1.1.2仿真结果如下：分析：由图可知，经过电压跟随器，信号的各项指标都没有变化，故一般在电路中作为阻抗变换器和缓冲器。
其输入电阻Ri和输出电阻Ro与同向比例放大器一样为Ri趋近于无穷大，Ro趋近于零2总结通过这次设计，让我进一步巩固了最基本的同相比例运算放大器、反相比例运算放大器以及电压跟随器的结构、增益、输入输出电阻的求解、通频带的测量等。
以及学会了如何利用proteus软件来做简单的电路验证试验，对于我们的模电知识也是一个很好的复习。
而且在我们设计查阅资料的过程中也对各种运算放大器的参数、性能有了初步的认识，对于以后在系统中运放的选择有很大的帮助。
集成运放
(2) 同相比例运算放大器
iF if
ib+ =0
RF
u-= u+= ui
ib- =0
ui
Rf
_ + +
Au=1+
uo
iF=if
uo ui R 2F ui R 1f
RP
RP=Rf//RF
RF
Rf
R2 F u o (1 )u i ) R 1f
– +u + A1 o1
－
－
R
– + + A2
uo
RL
试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 例2： 并联电流负反馈 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。 – +u + A1 o1
–
ui
i1
id if
R
+ A2
+
uo
解： 因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL 的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈； 因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上， 所以是并联反馈; 因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流 之差，所以是负反馈。
Ao
1+ AoF
Ao F
Xo
Xf
Xf
Xd
Ao F 0
Xo
Xd
Xf 、 d X
同相，所以
则有： F|<|Ao| |A
负反馈使放大倍数下降。
multisim仿真反相比例放大器的电路
multisim仿真反相比例放大器的电路反相比例放大器是一种常见的基本放大电路，它可以将输入信号的幅度放大，并且输出信号的相位与输入信号相反。
本文将使用Multisim软件来仿真反相比例放大器的电路。
让我们来了解一下反相比例放大器的原理。
反相比例放大器由一个差分放大器和一个负反馈电阻组成。
差分放大器由两个输入端口和一个输出端口组成。
输入信号通过负反馈电阻连接到差分放大器的负输入端口，而输出信号则从差分放大器的输出端口获取。
在Multisim中，我们可以使用操作符库中的元件来构建反相比例放大器的电路。
首先，从元件库中选择一个操作放大器，例如LM741。
将它拖放到工作区中。
接下来，我们需要添加两个电阻来构建差分放大器的输入电路。
选择一个合适的电阻元件，并将其连接到操作放大器的正输入端口和负输入端口。
然后，添加一个反馈电阻，将其连接到操作放大器的输出端口和负输入端口。
现在，我们已经搭建好了反相比例放大器的电路。
接下来，我们需要设置输入信号和测量输出信号。
在Multisim中，我们可以使用函数发生器来生成输入信号。
从元件库中选择一个函数发生器，并将其连接到操作放大器的正输入端口。
我们可以设置函数发生器的幅度和频率来模拟不同的输入信号。
例如，我们可以将幅度设置为1V，频率设置为1kHz。
然后，我们需要添加一个示波器来测量输出信号。
从元件库中选择一个示波器，并将其连接到操作放大器的输出端口。
现在，我们已经完成了反相比例放大器的电路搭建和设置。
我们可以点击运行按钮来开始仿真。
在仿真结果中，我们可以观察到输入信号和输出信号的波形。
输入信号的幅度和频率可以通过函数发生器进行调节。
输出信号的幅度将根据输入信号的幅度和反馈电阻的比例进行放大，并且相位将与输入信号相反。
通过调节反馈电阻的阻值，我们可以改变放大器的放大倍数。
较大的反馈电阻将导致较大的放大倍数，而较小的反馈电阻将导致较小的放大倍数。
在实际应用中，反相比例放大器被广泛应用于信号处理和放大电路中。
反相比例运放电路 课件
Add your company slogan
请批评指正，谢谢！
电
数
路
求
模
电
型
阻
使 电 路 平 衡
反 推 验 证
LOGO
小结 反相比例运算
牢记该电路的结构和名称
知道RF的反馈类型 会计算反馈电阻
虚短 VN =VP
会用公式进行灵活计算
Vo Rf Vi R1
Avf Rf R1
会用虚短虚断分析电路
Rf
Vi R1
LOGO
练习
基础应用 知识拓展 灵活应用
反相比例运放练习
3. 若R1=R2，写Vo的表达式？
R2
Vi R1 R3
—∞
VO Vo =-Vi
+
+
反相器
电路设计
图中“
1 ”表示放大系数为1。
LOGO
练习
基础应用 知识拓展 灵活应用 电路设计
LOGO
应用
反相比例运放----- 知识应用
基础应用
1.已知R1=30K, R2=60K, Vi=3mv,求 I1、 I2 、 Vo？ 闭环压放大倍数Avf ？平衡电阻R3？
2.已知R1=20K, Vi= -1mv, Vo=15mv, 求R2？ 闭环电压放大倍数Avf？
vo1
VO
LOGO
练习
基础应用 知识拓展 灵活应用 电路设计
反相比例运放练习
电路设计：按下列给出的运算关系式，
画出其运算电路图，并计算其元件参数。 (1)V0= －2.5 Vi (Rf=25k);
(2)V0= 2.5 Vi (Rf=10k)
反相比例电路.ppt
Au
R RP
R
(1
Rf R1
)
P(1
Rf R1
)
两种形式的同向运算电路，电压放
大倍数的公式仅相差一个分压比P。
11
4、同相比例电路特例——电压跟随器
电压跟随器是同相比例运算的特例 。假如对普通的同相
比例电路，令Rf =0（或R1=∞），则电路变成如下图所示 的形式。
根据式：
Au
uo ui
电路的反馈组态是： 电压并联负反馈
图6－1反相比例运算电路
4
反相比例电路的特点：
因反向比例运算电路带有负反馈网络，所以，集 成运放工作在线性工作区。利用“虚断”和“虚短” 的概念可分析输出电压和输入电压的关系。
（1）运放两个输入端电压相等并等于0，故没 有共模输入信号，这样对运放的共模抑制比没有 特殊要求。 （2）uN= uP，而uP=0，反相端R1没有真正接地， 故称“虚地”点。 （3）电路在深度负反馈条件下，电路的输入电 阻为R1，输出电阻近似为零。
5
2、反相比例电路电压放大倍数
由虚断得： I+=I= 0 及 If=I1，U+=I+R0=0(V) 由虚短可知：U=U+=0(V)，即“虚地”
I1
Ui U R1
U1 0 Ui
R1
R1
If
U Uo Rf
0 Uo Rf
Uo Rf
Ui Uo
R1
R1
Uo
（1）输入电阻高；
（2）由于 u u ui ，电路的共模输入信号高，
10
因此集成运放的共模抑制比要求高。
3、改进型同相比例电路
实验3比例放大电路的设计和调试(最终版)讲解
四、 LM324基本选题A的测试
（二）反相比例放大器焊接图（用LM324中第1个运放）
1-2管脚间， 反馈电阻Rf
11脚接黑导线 接电源-12v
3管脚到地， 平衡电阻R2
接地，远离 正负电源，
避免短路
输入信号Ui到 2管脚间，电
阻R1
4脚接红导线 接电源+12v
（三）测量步骤
四、 LM324基本选题A的测试
如果在高频段，输出信号的波形失真，该如何解决？原 因是什么？
答：是输入信号的幅度太大，降低输入信号幅度。
注意：在整个测量过程中，都要保证输出波形不失 真。！！！
四、 LM324基本选题A的测试
左图是200Hz中低频段的输入输出电压波形，输入电压峰峰值 为528mV，输出电压峰峰值为5.32V。
右图即为增大频率时，输出电压峰峰值降为 5.32*0.707=3.76V左右。对应的上限频率为35.09kHz
基本选题C.用LM324构成反相比例放大器，最小电阻为2k，要求完成以下内容
1.输入可调直流电压，测试电路的电压传输特性，并确定闭环增益 Auf 及输入
输出动态范围。
一、实验内容和预习报告
选题内容： 选题A：基本选题A 选题B：基本选题A +基本选题B 选题C：基本选题A +基本选题B +基本选题C
标识位
是一个U字形的排列。
所有双列直插(DIP)封装的集 成电路芯片都是相同的排列 顺序
右下图是LM324各管脚功能
一、实验内容和预习报告
二、认识元器件
三、LM324反相比例放大电路 四、LM324基本选题A的测试 五、LM324基本选题B的测试 六、LM324基本选题C的测试 七、实验报告
运算放大器详细的应用电路(很详细)
积分电路的其它用途：
去除高频干扰
将方波变为三角波
移相
在模数转换中将电压量变为时间量
§8.3?积分电路和微分电路
8.3.2?微分电路
微分实验电路
把三角波变为方波
（Vi：三角波，频率 1KHz，幅度 0.2V）
输入正弦波
（Vi：正弦波，频率 1KHz，幅度 0.2V）
思考：输入信号与输出信号间的相位关系？
根据与 R1?、Rf?的关系，集成运放两输入端外接电阻的对称条件。
计算出：R=3979Ω?取 R=3.9KΩ 2．根据Ｑ值求和，因为时，根据与、的关系，集成运放两输入端外接电阻的对称条件
例题 1 仿真结果 例题与习题 2 LPF 例题与习题 2 仿真结果 例题与习题 3 HPF 例题与习题 3 仿真结果 例题与习题 4 例题与习题 4 仿真结果 vo1:红色 vo?:蓝色
、
e.?全通滤波器(APF)?
4.?按频率特性在截止频率 fp 附近形状的不同可分为 Butterworth,?Chebyshev?和?Bessel 等。 理想有源滤波器的频响： 滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的
干扰。滤波过程如图所示。 §8.6?有源滤波电路 8.6.2?低通滤波电路?(LPF) 低通滤波器的主要技术指标
组成：简单 RC 滤波器同相放大器特点：│Avp?│>0，带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差。 二.?性能分析
有源滤波电路的分析方法: 1.电路图→电路的传递函数 Av(s)→频率特性 Av(jω) 2.?根据定义求出主要参数 3.?画出电路的幅频特性 一阶 LPF 的幅频特性: 8.6.2.2?简单二阶?LPF
反相比例运算电路
反相比例运算电路反相比例运算电路是一种常见的电子电路，用于实现输入信号与输出信号之间的反相比例关系。
它在很多电子设备和系统中起到重要作用，如功率放大器、音频混音器等。
本文将介绍反相比例运算电路的工作原理、应用领域和实际应用案例。
反相比例运算电路的工作原理非常简单。
它由一个运算放大器和几个电阻组成。
运算放大器是一种高增益放大器，具有输入阻抗高、输出阻抗低和增益稳定的特点。
电阻则起到了对输入和输出信号进行控制的作用。
在反相比例运算电路中，输入信号通过一个输入电阻连接到运算放大器的反相输入端，而一个反馈电阻连接到运算放大器的输出端和反相输入端。
当输入信号发生变化时，运算放大器会自动调整输出信号，使得输出信号与输入信号之间维持一个反相比例的关系。
反相比例运算电路在很多领域都有广泛的应用。
首先，它常用于校正和放大信号。
在实际应用中，我们经常会遇到信号强度较小或者具有一定的偏移的情况，而使用反相比例运算电路可以有效地对这些信号进行校正和放大，以便后续的处理。
其次，它也常用于实现电压控制器。
在自动控制系统中，我们需要根据输入信号的大小来控制输出信号的大小，而反相比例运算电路可以很好地实现这个功能。
此外，它还可以用于实现电流检测和传感器读取等应用。
实际上，反相比例运算电路在很多电子设备中都可以找到应用的身影。
例如，在功率放大器中，反相比例运算电路可以用于控制功率输出和保护系统。
在音频混音器中，反相比例运算电路可以用于控制音频信号的混合比例和平衡。
除了上述的应用领域，反相比例运算电路还可以应用于温度测量、光电检测、压力传感和液位测量等等。
它在这些应用中起到了关键的作用，使得这些设备和系统的性能得到了显著的提升。
总结一下，反相比例运算电路是一种常见且实用的电子电路。
它通过运算放大器和电阻的组合，实现了输入信号与输出信号之间的反相比例关系。
这种电路在很多领域都有广泛的应用，如校正和放大信号、电压控制、音频混音等。
在实际应用中，我们可以找到很多关于反相比例运算电路的应用案例，它们的存在使得我们的生活变得更加便利和高效。
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反相比例放大器例题
反相比例放大器是一种常见的放大电路，其可以将输入信号放大到更高的幅度。
在反相比例放大器中，输入信号与负反馈电阻相连接，输出信号则通过一个负载电阻连接至输出端。
为了更好地理解反相比例放大器的工作原理，我们来看一个例题：
假设我们有一个反相比例放大器电路，其输入电阻为10kΩ，负载电阻为2kΩ。
输入信号为2V，求输出信号的幅度。
首先，我们需要计算输入电流。
根据欧姆定律，输入电流可以通过输入电压除以输入电阻得到。
因此，输入电流为2V / 10kΩ = 0.2mA。
接下来，我们需要计算放大倍数。
反相比例放大器的放大倍数由负载电阻与输入电阻的比值决定。
在这个例子中，放大倍数为2kΩ / 10k Ω = 0.2。
最后，我们可以计算输出信号的幅度。
根据放大倍数的定义，输出信号的幅度等于输入信号幅度乘以放大倍数。
在这个例子中，输出信号的幅度为2V * 0.2 = 0.4V。
因此，该反相比例放大器电路的输出信号幅度为0.4V。
反相比例放大器的优点之一是可以将输入信号的幅度放大到更高的幅度，从而增强信号的强度。
此外，反相比例放大器还具有稳定性好、频率响应宽等特点。
然而，反相比例放大器也存在一些限制。
例如，放大倍数受到输入电阻和负载电阻的限制，如果电阻值选择不当，可能导致放大倍数不准确。
此外，反相比例放大器还会引入一定的信号畸变和噪声。
总之，反相比例放大器是一种常见且实用的放大电路，可以将输入信号放大到更高的幅度。
通过合理选择电阻值并注意电路的稳定性和噪声问题，可以有效地应用于各种电子设备和系统中。