集成运放的分析及应用共39页文档
集成运放电路的应用分析
集成运放电路的应用分析运算放大器又称运放，其英文缩写为OPAmp,其最初应用于模拟计算机对模拟信号进行加减法、微积分等数学运算，并因此得名。
自其1963年问世己经历了整整三代的升级，其第四代产品，即集成运放通过对中、大规模集成技术加以利用，将之前极为复杂的分立元件电路部件集成在一片极小的芯片上。
第四代产品设计调试更为简便, 且性能更为稳定可靠，通用性极强，性价比较之于前三代也更高，且灵活性更大。
继承运放是包含两个输入端、高输入阻抗和一个输出端的高增益的电压放大器。
我们在它的输入端与输出端之间加上一个反馈网络，则可成功实现各种电路功能。
在当前的模拟电路中，除去大功率及高频等较特殊的场合外，集成运放电路己基木取代分立元件电路。
运算放大器可顺利实现放大其、比较器、缓冲器、电平转换器、积分器、有源滤波器以及峰值检波器等多种电路功能，并且其应用范围己由最初的计算机延伸至电子、汽车、通信以及消费娱乐等诸多产品和各个领域。
目前，基本上各个大型半导体制造商所制造的产品线中均应用了运算放大器。
而且随着集成技术的不断发展，其应用也从最初的信号运算延伸至对信号的处理、产生及变换等。
集成运放的应用可大致分为线性与非线性应用两大类型，对于电子技术人员来说，对运放电路进行正确判断极为重要，因而对其进行准确的分析则显得十分重要。
1集成运放应用及其判断方法集成运放因其较强的通用性，目前己广泛应用于对信号进行处理、运算以及测量等诸多方而。
集成运放电路具有多种不同型号，且不同型号之间其相应的内部线路也不相同，但各型号间电路总体机构极为相似，均是由输入级、输岀级、中间放大级与偏置电路这四部分所构成，集成运放应用己发展为目前模拟电子技术中极为重要的一项内容, 因而其相关应用也引起人们日渐重视。
根据其相关属性可将集成运放电路分为线性与非线性应用两大类型，对某一运放电路及时作出准确判断极为重要。
集成运放电路不同功能的实现必须通过对其的分析中得出，而通常情况下我们对电路类型的分析则是根据该电路工作的不同区域特点加以判断。
集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)
集成运算放大器电路分析及应用（完整电子教案）3.1 集成运算放大器认识与基本应用在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317实现电路电压检测，并通过三极管开关电路实现电路的控制。
首先来看下集成运算放大器的工作原理。
【项目任务】测试如下图所示，分别测量该电路的输出情况，并分析电压放大倍数。
R115kΩR315kΩR410kΩV2 4 VXFG11VCC5V U1ALM358AD 32481VCC35240R115kΩR215kΩR315kΩR410kΩV24 VXFG11VCC5V U1ALM358AD 32481VCC3524函数信号发生器函数信号发生器(a)无反馈电阻 (b)有反馈电阻 图3.1集成运算符放大器LM358测试电路(multisim)【信息单】集成运放的实物如图3.2 所示。
图3.2 集成运算放大1.集成运放的组成及其符号各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图3.3所示。
输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。
图3.3集成运算放大电路的结构组成集成运放的图形和文字符号如图 3.4 所示。
图3.4 集成运放的图形和文字符号其中“-”称为反相输入端，即当信号在该端进入时， 输出相位与输入相位相反； 而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。
2.集成运放的基本技术指标 集成运放的基本技术指标如下。
⑴输入失调电压 U OS实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称，当输入电压为零时，输出电压并不为零。
规定在室温(25℃)及标准电源电压下，为了使输出电压为零，需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压，称之为输入失调电压U OS ，U OS 越小越好，一般约为 0.5～5mV 。
07.集成运算放大器的应用分析
返回>>第七章集成运算放大器的应用§集成运放应用基础集成运放最早应用于信号的运算，它可对信号完成加、减、乘、除、对数、 微分、积分等基本运算，所以称为运算放大器。
目前集成运放的应用几乎渗透 到电子技术的各个领域，除运算外还可以对信号进行处理、变换和测量，也可 用来产生正弦信号和各种非正弦信号，成为电子系统的基本功能单元。
本章先 介绍运算电路，随后介绍其它应用。
集成运放低频等效电路一、 低频等效电路在电路中我们将集成运放作为一个完整的独立器件来对待。
因此，计算、 分析时将集成运放用等效电路来代替，由于集成运放主要应用在频率不高的场 合下，所以只讨论在低频时的等效电路，如下图所示。
二、 理想集成运算放大电路大多数情况下，将集成运放视为理想集成运放。
所谓理想集成运放，就是 将集成运放的各项技术指标理想化。
即：⑴开环差模电压放大倍数A od = X ⑵输入电阻r id =x ； r ic = X ； ⑶输入偏置电流I B1= I B2=0 ；dU IO dl IO⑷失调电压U io 、失调电流l io 以及它们的温漂 dT dT 均为零； ⑸共模抑制比CMRR= X; ⑹输出电阻r od =0；(7)-3dB 带宽 fh= X ；⑻无干扰、噪声。
由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路 时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计 算中是允许的。
本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放来考虑。
三、集成运放的线性工作区1线性工作区放大器的线性工作区是指是指输出电压U o 与输入电压U i 成正比时的输入(b)运放符号Q)简化等效电路电压U i 的取值范围。
U imin〜U iU o 与U i 成正比，可表示为所以II _ U omin I I U i min = ~AUi maxA ,为讨论方便，我们作如下约定 U +—代表运放同相端的电位U -—代表运放反相端的电位U +- = U + — U - U -+ = U -—U +其中U + —与 U —+都是运放的差模输入电压，只是两者的规定正方向相反。
(模电)集成运放的功能及应用研究
研究报告——集成运放的功能及应用研究现行应用广泛的通用型集成运放的种类一、通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。
例uA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
根据增益的高低可分为低增益（开环电压增益在60～80dB）的通用I型，主要产品有F001，4E314，X50，BG301，5G922，FC1，FC31，μA702等。
中增益（开环电压增益在80～100dB）的通用Ⅱ型，主要产品有F709，F004，F005，4E304，4E320，X52，8FC2，8FC3，56006，BC305，FC52，μA7093等。
高增益（开环电压增益大于100dB）的通用Ⅲ型，主要产晶有F741，F748，F101，F301，F1456，F108，XFC77，XFC81，XFC82，F006，F007，F008，4E322，8FC4，7XC141，5624，XFC51，4E322，μA741等。
二、特殊型（高性能型）集成运算放大器习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。
相对而言，在特性参数中具有某些优良特性的集成运放称之为特殊型或高性能型。
从集成运算放大器参数的角度，集成运放可以分为以下几种主要类型。
1.高阻型这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid＞1G Ω~1TΩ,I B为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
集成运放的应用
自动控制系统中的集成运放应用
模拟计算
集成运放可以用于实现各种模拟计算， 如加减乘除、积分、微分等，以实现控 制系统中的信号处理和运算。
VS
比较器和触发器
集成运放还可以用作比较器和触发器，用 于检测信号的阈值和状态变化，触发相应 的控制动作。
医学仪器中的集成运放应用
生理信号监测
集成运放在医学仪器中广泛应用于生理信号 的监测，如心电图、脑电图、血压等，用于 诊断疾病或研究生理机制。
医学成像
集成运放也可以用于医学成像设备中，如超 声波、核磁共振等，以实现信号的放大和处 理，提高成像质量。
05
集成运放的未来发展与应用 趋势
高性能集成运放的研发
高精度集成运放
随着电子测量技术的发展，对高精度放大器 的需求日益增长。高性能集成运放能够提供 高精度、低噪声、低失真的放大信号，广泛 应用于科学实验、医疗仪器、通信设备等领 域。
02
集成运放的基本应用
放大电路
放大电路
集成运放作为放大器使用时，可 以实现对微弱信号的放大，广泛 应用于信号处理、音频放大、传 感器输出等领域。
放大倍数
通过改变反馈电阻的阻值，可以 调整放大倍数，实现不同需求的 信号放大。
输入输出阻抗
集成运放在放大电路中具有较高 的输入阻抗和较低的输出阻抗， 有利于信号的传输和隔离。
03
集成运放的特殊应用
模拟运算的应用
01
模拟运算放大器在模拟运算中发挥着重要作用现各种运算功能，广泛 应用于信号处理、控制系统等领域。
03
集成运放具有高精度、低噪声、低失真等特点，能 够提高运算精度和稳定性。
有源滤波器的应用
1
有源滤波器是集成运放的重要应用之一，用于实 现各种滤波功能，如低通、高通、带通、带阻等。
集成运放的分类及应用
集成运放的分类及应用集成运放（Operational Amplifier, OP-AMP）是一种基本的电子元件，具有非常广泛的应用。
根据性能特点和应用功能的不同，可以将集成运放分为以下几类。
1. 低噪声运放：低噪声运放在信号处理、放大和传输等领域中应用广泛。
这些运放通常具有非常低的输入等效噪声、电压噪声和电流噪声，能够保持信号的高精确度。
它们常用于音频放大器、传感器信号放大、音频电平计等高要求的应用上。
2. 高速运放：高速运放具有快速的频率响应和瞬态响应，可以实现高速信号处理。
这些运放主要应用于高速数据转换、通信、视频处理、宽带放大器等领域。
高速运放还常用于模拟环路控制系统、高速采样和保持电路等。
3. 低功耗运放：低功耗运放适用于需要长时间使用，对电源的耗电量要求较低的应用。
它们通常具有低功耗和低供电电压，能够降低系统的能耗。
这种运放广泛应用于便携式设备、传感器网络、能量收集系统等。
4. 高精度运放：高精度运放能够实现精确的信号测量和放大，具有高精度的增益、低偏移电压、低温漂移等特点。
这些运放适用于精密测量、自动控制、医疗仪器等需要高精度信号处理的应用。
5. 低电压运放：低电压运放适用于低电压供电系统，能够在低电源电压下正常工作。
这些运放通常具有低电源电压、低功耗和低电流功耗等特点。
它们广泛应用于便携式设备、电池供电系统、太阳能电池等。
6. 特殊功能运放：这类运放具有特殊的性能或功能，用于特定的应用。
例如，差分放大器用于抑制共模噪声，比较器用于信号比较和触发，自耦变压器用于隔离输入和输出信号等。
这些特殊功能运放能够满足特定应用的需求。
集成运放广泛应用于各种电路和系统中，包括：- 信号放大和处理：可以将微弱的传感器信号放大到合适的范围，如温度传感器、压力传感器等。
- 运算放大器：可以实现加法、减法、乘法、积分、微分等运算，用于信号处理、滤波和控制电路等。
- 比较器：用于信号比较和触发，常用于开关控制、触发器电路、模拟开关等。
集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)
集成运算放大器电路分析及应用（完整电子教案）3.1 集成运算放大器认识与基本应用在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317 实现电路电压检测，并通过三极管开关电路实现电路的控制。
首先来看下集成运算放大器的工作原理。
【项目任务】测试如下图所示，分别测量该电路的输出情况，并分析电压放大倍数。
信息单】集成运放的实物如图3.2 所示。
图3.2 集成运算放大1. 集成运放的组成及其符号各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图3.3 所示。
输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。
图3.3 集成运算放大电路的结构组成集成运放的图形和文字符号如图3.4 所示。
图3.4 集成运放的图形和文字符号其中“ -”称为反相输入端，即当信号在该端进入时，输出相位与输入相位相反；而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。
2. 集成运放的基本技术指标集成运放的基本技术指标如下。
⑴输入失调电压U OS实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称，当输入电压为零时，输出电压并不为零。
规定在室温(25℃ )及标准电源电压下，为了使输出电压为零，需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压，称之为输入失调电压U OS，U OS 越小越好，一般约为0.5～5mV 。
⑵开环差模电压放大倍数A od集成运放在开环时(无外加反馈时)，输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od。
它是决定运放运算精度的重要因素，常用分贝(dB) 表示，目前最高值可达140dB(即开环电压放大倍数达107)。
⑶共模抑制比K CMRRK CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即K CMRR = A A od，其含义与差动放大器中所定义的K CMRR 相同，高质量的运放K CMRR 可达160dB 。
集成放大电路分析和应用
线性集成电路的应用1 放大电路的频率特性教学要求1.掌握RC低通、高通滤波电路的频率特性；2.了解三极管及其放大电路的高频特性；3.了解fα、fβ、f T各频率参数的物理意义及它们之间的相互关系。
引言线性集成电路是采用直接耦合的多级放大电路，所以它们的下限频率趋于零，但随着工作频率的升高，其增益将随之下降。
通用型集成运算放大器开环上限频率一般都比较低，如左右。
放大电路对正弦输入信号的稳态响应集成运放741只有7Hz，单位增益带宽也只有1MHz特性称为频率特性，它包括幅频特性和相频特性，上限截止频率和下限截止频率之间的范围称为通频带或频带宽度BW（Band Width）,BW=f H-f L。
一、简单RC 低通和高通电路的频率特性（一）RC低通电路的频率特性1.频率特性的描述由于该电路只有一个独立的储能元件C，故称为一阶低通滤波电路。
2.频率特性的波特图波特图—上述频率特性可用特定的渐进线来表示，所得到的曲线称为渐进波特图，简称波特图，如下图所示。
由幅频特性图可知，用渐进线代替实际幅频特性时最大误差发生在转折频率f H处，在f=f H 处偏差为-3dB；由相频特性图可知，用渐进线代替实际相频特性时最大误差发生在转折频率f=0.1f H及f=10f H处，其值为5.7°。
（二）RC高通电路的频率特性其电路图、幅频波特图和相频波特图如下图所示。
由图可知，高通电路的下限截止频率（或称转折频率）为f L，0~f L为阻带，f L~∞为通带，所以它为一阶RC高通滤波电路。
低通和高通滤波电路对输入信号只有衰减作用，而没有放大作用，因此称为无源滤波电路。
二、三极管及其单级放大电路的频率特性（一）单级阻容耦合放大器的中频和低频特性（二）三极管及其单级放大电路的高频特性因β值随频率升高而降低，高频下不能采用H 参数等效电路，而采用混合π型等效电路。
1.晶体三极管的混合π型等效电路2β与频率f 的关系高频时，三极管的结电容对信号电流产生分流作用，使得输出电流减小，导致三极管的电流放大系数β随频率升高而下降，电流与频率的关系曲线如下图所示。
集成运算放大器及其应用【精选文档】
第5章集成运算放大器及其应用在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上,构成具有特定功能的电子电路,称为集成电路。
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点,同时成本低，便于大规模生产,因此其发展速度极为惊人。
目前集成电路的应用几乎遍及所有产业的各种产品中.在军事设备、工业设备、通信设备、计算机和家用电器等中都采用了集成电路.集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。
模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模/数和数/模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。
在模拟集成电路中，集成运算放大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种，也是其他各类模拟集成电路应用的基础，因此这里首先给予介绍。
5。
1 集成电路与运算放大器简介5.1.1 集成运算放大器概述集成运放是模拟集成电路中应用最为广泛的一种，它实际上是一种高增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大器。
之所以被称为运算放大器，是因为该器件最初主要用于模拟计算机中实现数值运算的缘故。
实际上，目前集成运放的应用早已远远超出了模拟运算的范围，但仍沿用了运算放大器（简称运放）的名称。
集成运放的发展十分迅速。
通用型产品经历了四代更替，各项技术指标不断改进.同时，发展了适应特殊需要的各种专用型集成运放.第一代集成运放以μA709(我国的FC3）为代表，特点是采用了微电流的恒流源、共模负反馈等电路，它的性能指标比一般的分立元件要提高。
主要缺点是内部缺乏过电流保护，输出短路容易损坏。
第二代集成运放以二十世纪六十年代的μA741型高增益运放为代表,它的特点是普遍采用了有源负载,因而在不增加放大级的情况下可获得很高的开环增益。
电路中还有过流保护措施。
但是输入失调参数和共模抑制比指标不理想。
第三代集成运放代以二十世纪七十年代的AD508为代表，其特点使输入级采用了“超β管”，且工作电流很低.从而使输入失调电流和温漂等项参数值大大下降。
集成运算放大器应用
01
人工智能和机器学习
随着人工智能和机器学习技术的发展，集成运算放大器有望在这些领域
发挥更大的作用。例如，用于数据采集和处理、信号处理和模式识别等
应用。
02
物联网和智能传感器
随着物联网和智能传感器技术的发展，集成运算放大器在智能传感器和
物联网节点中的应用将更加广泛。例如，用于环境监测、智能家居和工
业自动化等领域。
详细描述
集成运算放大器作为核心器件，在信号运算处理中发挥着关键作用。通过配置适当的反馈网络，集成 运算放大器可以实现加法、减法、积分、微分等运算功能，广泛应用于信号调理、控制系统等领域。
有源滤波器
总结词
集成运算放大器可用于构建有源滤波器，对信号进行频率选 择和噪声抑制。
详细描述
有源滤波器是一种能够实现特定频率范围通过或抑制的电路 ，利用集成运算放大器的高开环增益和低噪声特性，可以构 建多种有源滤波器，如低通、高通、带通、带阻滤波器等， 广泛应用于信号提取、噪声抑制等领域。
总结词
集成运算放大器可以实现电流-电压转换和 电压-电流转换，将不同类型的信号进行相 互转换。
详细描述
集成运算放大器具有高输入阻抗和低输出阻 抗的特点，可以利用其输入和输出特性实现 电流-电压转换和电压-电流转换。在传感器 信号采集、电子测量等领域，这种转换功能 非常有用，可以将不同类型的信号进行相互 转换，便于后续处理或传输。
降低功耗
随着便携式电子设备的需求增加，集成运算放大器的功耗也受到了越来越多的关注。因此，低功耗设计成为了集成运 算放大器的一个重要发展趋势。
集成化和小型化
随着集成电路技术的发展，集成运算放大器也正朝着集成化和小型化的方向发展。这使得它们在便携式 设备、穿戴设备和物联网等领域的应用更加方便。
集成运放分析及应用
IN
IP A Uo
+
图 6—16 反相比例运算电路
上述结果表明： •虽然理想运放的输入电阻为无穷大，但是反相比例 运算电路的输入电阻却不大。 •为了提高输入电阻，必须适当增大R1。 •反相比例运算电路的输出电阻近似为0，表明其带负 载能力较强。
2）小信号模型分析法 可把上述反相比例运算电路改画成小信号模型等效电 路：如图6—17所示。 由于： U+= U- =0 I R Uo Ui 故有 : If =I1 即： R1 Rf I
3、输出端呈电压源特性：
I-
UU+
Uo +
+
I+
-
AU(U+-U-)
1. 同相端与反相端呈开路状态。 2.输出回路为一受控电压源AU(U+-U-) ，
由于Ro=0，所以Uo=AU(U+-U-)
If
Rf
If
Rf
R1 Ui I1 N P RP
IN
IP A Uo
此处不加电 阻是否可以 I ？为什么？
1
第一节 集成运算放的组成及基本特性 第二节 运放的线性应用及理想运放模型
第三节 基本运算电路
第四节 电压比较器 第五节 波形发生器
第一节 集成运算放大器的组成及基本特性
一． 概述
•模拟集成电路分成
•通用集成电路：模拟信号处理电路。 •专用集成电路：
1）控制系统专用集成电路（如电机控制电路、可控硅控制电
•在同相比例运算电路的基础上，增加一个输入支 路，就构成了同相输入求和电路，如图所示。
•因运放具有虚断的特性； •对运放同相输入端的电位 可用叠加原理。
同相加法电路
集成运放 应用
集成运算放大器应用电路摘要：集成运算放大器的应用极为广泛。
本文就集成运放的重要特性和基本分析方法进行介绍研究，并例举了具体应用实例进行分析。
关键字：集成运放分析方法应用实例一．引言：集成运放作为通用性很强的有源器件,不仅可以用于信号的运算、处理、变换和测量还可以用来产生正弦或非正弦信号。
不仅在模拟电路中得到广泛应用,而且在脉冲数字电路中也得到日益广泛的应用。
因此,它的应用电路品种繁多,为了分析这些电路的原理,必须了解集成运放的基本特性。
二．集成运放的开环差模电压传输特性集成运放在开环状态下,输出电压UO与差模输入电压U id=U--U+ 之间的关系称为开环差模传输特性。
理论分析与实验得出的开环差模传输特性曲线如图1 所示。
图一此曲线表明运放有两个工作区域:线性区(阴影部分)和非线性区(阴影两侧区域)在线性区内:UO=Aod(U_ －U+)。
从该式中可以发现输出电压与输入电压成线性关系。
由于最大输出电压受芯片供电电源的影响,最多为轨到轨的范围,即最大供电电压与最低供电电压的范围,而一般运放的开环电压放大倍数Aod又很大,所以线性区域很小。
应用时,应引入深度负反馈网络,以保证运放稳定地工作在线性区内。
在非线性区内,UO与Ui无关,它只有两种可能取值,即正向饱和电压＋Usat （U+ ＞U-)和负向饱和电压-Usat(U- ＞U+)。
两种区域内,运放的性质截然不同,因此在使用和分析应用电路时,首先要判明运放的工作区域。
三．理想运放的重要特性为了突出主要特性,简化分析过程,在分析实际电路时,一般将实际运放当作理想运放看待。
所谓理想运放是指具有如下理想参数的运放: 开环电压放大倍数Aod= ∞输入电阻rid= ∞输出电阻ro＝ 0频带宽度B ＝∞共模抑制比 CMRR ＝∞输入偏置电流IB1＝IB2＝ 0失调和温漂等均为零。
理想运放是不存在的,然而,随着集成电路工艺的发展,现代集成运放的参数与理想运放的参数很接近。
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集成运算放大器的应用实验报告一、实验目的1．了解运算放大器的特性和基本运算电路的组成；2．掌握运算电路的参数计算和性能测试方法。
二、实验仪器及器件1．数字示波器；2．直流稳压电源；3．函数信号发生器；4．数字电路实验箱或实验电路板；5．数字万用表；6．集成电路芯片uA741 2块、电容0.01uF2个,各个阻值的电阻若干个。
三、实验内容1、在面包板上搭接?A741的电路。
首先将+12V和-12V直流电压正确接入?A741的Vcc+(7脚)和Vcc-（4脚）。
2、用?A741组成反比例放大电路，放大倍数自定，用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。
3、用?A741组成积分电路，用示波器观察输入和输出波形，并做好记录。
四、实验原理（1）集成运放简介集成电路运算放大器（简称集成运放或运放）是一个集成的高增益直接耦合放大器，通过外接反馈网络可构成各种运算放大电路和其它应用电路。
集成运放uA741的电路符号及引脚图下图所示。
+Vcc VO NC 调零调零 V- V+ -VEEuA741电路符号及引脚图任何一个集成运放都有两个输入端，一个输出端以及正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端等。
（a）电源端：通常由正、负双电源供电，典型电源电压为±15V、±12V等。
如：uA741的7脚和4脚。
（b）输出端：只有一个输出端。
在输出端和地（正、负电源公共端）之间获得输出电压。
如：uA741的6脚。
最大输出电压受运放所接电源的电压大小限制，一般比电源电压低1～2V；输出电压的正负也受电源极性的限制；在允许输出电流条件下，负载变化时输出电压几乎不变。
这表明集成运放的输出电阻很小，带负载能力较强。
（c）输入端：分别为同相输入端和反相输入端。
如：uA741的3脚和2脚。
输入端有两个参数需要注意：最大差模输入电压Vid max 和最大共模输入电压Vic max两输入端电位差称为“差模输入电压”Vid ：Vid。
集成运放及其基本运用
随着半导体工艺的进步，集成运放性能不断提高，同时出现 了许多新型集成运放，如CMOS集成运放、BiCMOS集成运 放、开关电容集成运放等，进一步拓展了应用领域。
集成运放的应用领域
信号放大
滤波器
集成运放可用于信号的放大，实现信号的 线性放大和非线性变换。
集成运放可以构成各种滤波器，如低通滤 波器、高通滤波器、带通滤波器等，用于 信号处理和噪声抑制。
解决方法
采用负反馈技术，优化电路元件匹配， 以及在必要时加入补偿电容或电感。
PART 06
集成运放的应用实例
REPORTING
WENKU DESIGN
音频信号处理应用
音频信号放大
集成运放可以用于放大音 频信号，提高声音质量。
音频均衡器
通过调整不同频段的增益 和相位，实现音频信号的 均衡处理。
音频滤波器
集成运放及其基本运 用
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REPORTING
• 集成运放概述 • 集成运放的基本原理 • 集成运放的分类与选择 • 集成运放的基本运用 • 集成运放的常见问题与解决方案 • 集成运放的应用实例
目录
PART 01
集成运放概述
REPORTING
WENKU DESIGN
波、方波、三角波等。
通过RC电路或LC电路等振荡 器结构，结合运放的线性区 和饱和区特性，可以产生不 同频率和幅度的波形信号。
信号发生器在测试测量、通信 和自动控制等领域有广泛应用。
PART 05
集成运放的常见问题与解 决方案
REPORTING
ห้องสมุดไป่ตู้
WENKU DESIGN
噪声问题
噪声来源
集成运放的噪声主要来源于内部 元件的热噪声和外部环境的电磁 干扰。
集成运放及其基本应用-精选文档
两条分析依据： iP= iN = 0，uP=uN= 0 有： iR iF uI uN u I iR R R uO uN uO iF Rf Rf
I i
I o
+ U
i
输出电阻的大小决定了 放大电路带负载的能力。
+
U o
U S
RS + -
Ro Ri +
-
U o
RL
-
-
(3)通频带 衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
A
A m
0.707A m
O
fL
fH 中频段 高频段
低频段
f
fL：下限截止频率
fH：上限截止频率
通频带： fBW = fH - fL
i
I i
I o
+ U
i
U S
RS + -
Ro Ri +
+ RL
U o
输入电阻的大小决定了 放大电路从信号源吸取 信号幅值的大小。
-
U o
-
-
(2)输入电阻和输出电阻
I i
I o
输出电阻Ro ：
+
U o
U S
RS +
+ U
i
-
-
放 大 电 路
RL
-
从负载两端看进去 的戴维宁等效电源 的内阻。
(4)最大不失真输出电压Uom
指在不失真的前提下能够输出的最大电压。 (5)最大输出功率Pom与效率η 最大输出功率Pom：在输出电压不失真的情况下， 负载上能够获得的最大功率。 效率η ： P om PV
2.2.2 集成运放的符号和电压传输特性 一、符号
集成运放在电路中的应用
RF R2
ui2 )
调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响 其他路输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。
2. 同相输入求和电路
R1 // RF R21 // R22
电路特点：
ui1
无虚地，uic≠0
ui2
R1
RF
R21
uo
A+
+
R22
实际应用时,可根据需要，适当增加或减少输 入端的个数。
IB
R3
c Tb
e 0V
_10KΩ A2 +
+
R2 10KΩ
UO 电
v压
+表
积分和微分运算电路
1.积分电路
虚地点
iC
uC +-
ui ii R
R´
C
-
A+ +
虚地 uo uC
虚断 ii iC
uo
ii
ui R
iC
C
duC dt
uo
1 RC
t 0
ui
dt
UC(0)
积分电路输入一直流电压，输出波形将怎样？
ii
R1
u
_ A+
uo
R2 u +
反相比例运算电路
ui
R1 R2
u
_ A+
uo
ii
u +
同相比例运算电路
RF
ui R1 ui '
_ A+
uo
+
R1' RF '
差动比例运算电路
（1）都引入了负反馈，因 此运放工作在线性区，有 虚短，虚断的特点 ；反相 比例运算电路存在虚地现 象，uic=0。
2019-6-集成运算放大器的分析与应用 共96页
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三、减法器
Rf
R1
U1
-
运放工作在线性放大时，可
UU'o'oo
用叠加原理来推导输出表达式。 U2
+ R2
当U2=0时，在输入信号U1
R3
的作用下，产生的输出为U'o
当U1=0时，在输入信号U2的作用下，产生的输出为U''o 根据叠加原理：Uo= U'o + U''o
当U1单独作用时：Uo
Rf R1
(U2
U1)
小结：
1) 当R1=R2，R3=Rf时，减法器的输出电压为两个输入信号 2) 之差乘以放大系数Rf/R1, 故又称它为差分放大器。 2)为减小失调误差，需 R1//Rf=R2//R3。
I-
U-
-
U+
+
I+
Uo
+
AUd(U+-U-) -
1） 同相端与反相端呈开路状态。
2）输出回路为一受控电压源AUd(U+-U-) ， 由于输出电阻ro=0,所以Uo=AUd(U+-U-)。
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IU-
-
3. 线性运用状态时主要特征 U+ I+ +
+
Uo
- AUd(U+-U-)
Rid≈∞
1. 理想运放的同相和反相输入端电流近似为零 I+=I-≈0 ，称虚断。
Uo
当Rf=0时，
Uo Ui，AUf 1
电压跟随器
rif ≈rid ≈∞,
rof= 0
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二、加法器
1. 反相加法器
集成运放应用研究报告
集成运放的功能与应用研究一、集成运放概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。
集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分等），因此被称为运算放大电路，建成集成运放。
集成运放的电路结构特点如下：1.因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均采用直接耦合方式；2.因为相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种差分放大电路和恒流源电路；3.因为制作不同形式的集成电路，只是所用掩膜不同，增加元器件并不增加制造工序，所以集成运放允许采用复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的；4.因为硅片上不宜制作高阻值电阻，所以在集成运放中常用有源元件（晶体管或场效应管）取代电阻；5.集成晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式。
二、现行应用广泛的通用型集成运放的种类与运用范围1.通用型这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。
从客观上判断通用型集成运放，目前还没有明确的统一标准，习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。
由于集成运放特性参数的指标在不断提高，现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。
相对而言，在特性参数中具有某些优良特性的集成运放称之为特殊型或高性能型。
由于各生产厂家或公司的分类方法不同，在这个厂定为特殊型的，而在另一个厂家可能定为通用型。
且特殊型性能标准也在不断提高，过去定为特殊型的，现在可能定为通用型。
下面介绍的方法只是作为大致的标准，在选用器件时，还是应该以特性参数值作为选择器件的标准。
根据增益的高低可分为低增益（开环电压增益在60～80dB）的通用I型，主要产品有F001，4E314，X50，BG301，5G922，FC1，FC31，μA702等。