模电实验报告-实验五 运放非线性应用
电工电子实验之运算放大器的非线性应用
UF
1 ＝R U O 0 3 C j o (b) o
1
根据相位起振条件求振荡频率ωOSC 根据相位平衡条件，当ω= ωO时，
A F 2n
为正反馈。因此振荡频率为：
OSC
1 o RC
当ω= ωO时，F=1/3。
主要授课内容：
一、理想运算放大器概念 二、理想运算放大器特性 三、实验 运算放大器线性应用
实验目的
1、掌握集成运算放大器的非线性使用方法。 2、理解集成运算放大器的非线性应用的电 路原理。
运算放大器
集成运算放大器，有三级：输入级、中间级和 输出级。是一种直接耦合的高增益的放大器，Aud 可以达到上千。 如果在其外围加上负反馈，可以实现信号的运 算，处理，波形的产生和信号的变换等功能，应用 十分广泛。 为了分析方便，把实际运算放大器简化成 理想运算放大器。
一、理想运算放大器概念 1.开环差模电压增益Aud→∞； 2.差模输入电阻Rid→∞ 3.差模输出电阻Rod→0 4. KCMR→∞ 5.输入失调电流IIO、失调电压UIO和它们的温 漂均为零； 6.输入偏置电流IIB=0
7. 3dB带宽BW=∞
运算放大器的两种基本反馈组态 1、运算放大器的开环传输特性
三、实际测量
（二）.文氏桥正弦波振荡器
1、原理分析
首先讨论正反馈网络：
幅频特性和相频特性表达式为
其中
1 o RC
F
＋ R Uo C － (a) RC串并联网络 R
·
UF
1 H(
UO
C ＋ Uf －
·
1 3 j CR 1 CR
大学模电实验报告
一、实验目的1. 理解模拟电子技术的基本概念和基本原理。
2. 掌握模拟电路的搭建和调试方法。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理模拟电子技术是研究模拟信号处理和模拟电路设计的学科。
本实验主要涉及以下原理：1. 基本放大电路：包括共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路等。
2. 运算放大器：包括反相比例放大、同相比例放大、加法运算、减法运算等。
3. 滤波电路：包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
三、实验仪器与设备1. 模拟电子技术实验箱2. 函数信号发生器3. 示波器4. 数字多用表5. 绝缘导线6. 插头四、实验步骤1. 搭建共射放大电路：- 根据实验指导书，连接共射放大电路。
- 调整偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
- 使用函数信号发生器输入正弦波信号，观察输出波形。
- 调整电路参数，观察输出波形的变化。
2. 搭建运算放大器电路：- 根据实验指导书，连接运算放大器电路。
- 输入不同电压信号，观察输出波形。
- 调整电路参数，观察输出波形的变化。
3. 搭建滤波电路：- 根据实验指导书，连接滤波电路。
- 输入不同频率的信号，观察输出波形。
- 调整电路参数，观察输出波形的变化。
五、实验结果与分析1. 共射放大电路：- 输入信号频率为1kHz，输出信号频率为1kHz，放大倍数为20。
- 当输入信号频率为10kHz时，输出信号频率为10kHz，放大倍数为10。
2. 运算放大器电路：- 反相比例放大电路：输入电压为1V，输出电压为-2V。
- 同相比例放大电路：输入电压为1V，输出电压为2V。
- 加法运算电路：输入电压分别为1V和2V，输出电压为3V。
- 减法运算电路：输入电压分别为1V和2V，输出电压为-1V。
3. 滤波电路：- 低通滤波器：当输入信号频率为1kHz时，输出信号幅度为0.5V；当输入信号频率为10kHz时，输出信号幅度为0.1V。
- 高通滤波器：当输入信号频率为1kHz时，输出信号幅度为0.1V；当输入信号频率为10kHz时，输出信号幅度为0.5V。
模电实验报告五 运算放大器
模拟电子技术实验报告第（5 ）次实验实验名称：_运算放大器专业班级：自动化姓名：学号：一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等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。
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征：1、输出电压uo与输入电压之间满足关系式子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。
基本运算电路（1）反相比例运算电路电路如图4-1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//RF（2）反相加法电路电路如图4-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为（3）同相比例运算电路图4-3（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（4）差动放大电路（减法器）对于图4-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式（5）积分运算电路反相积分电路如图4-5所示。
在理想化条件下，输出电压uo等于式中uc(o) 是t=0 时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
电工电子实验运算放大器的非线性应用
v 按P115实验内容要求进行测试，画出f=1.5kHz 的输出波形，标注相关参数。
4
P116-方波发生器
v 设计一个方波发 生器，电路技术 指标如下：
v 输出信号频率 f=1kHz。输出信 号电压幅度≥6V。
v 电源电压±9V。 v 负载阻抗
RL=10kΩ
9V 9V
方波发生器电路
5
工作原理
v 电路中R1和R2组成正 反馈电路、R4和C1构 成积分器、R3为输出 限流电阻、D1和D2 是输出限幅稳压管。 设两个稳压管的稳压 值相等，串联压降 V=VO+=| VO-|。
v 方波发生器的振荡频 率为
图2a方波发生器的输出波形
运算放大器的非线性运用
v P113 v P116
1
P113 文氏桥正弦振荡器
v 文氏桥正弦波发生器是一种常用的RC 振荡器，应用非常广泛。它由运放和 文氏电桥反馈网络组成。
v 为了获得单一频率的正弦波输出，应 该有选频网络，选出失真波形的基波 分量作为输出信号，以获得正弦波输 出。选频网络和正反馈网络或放大电
图1 文氏桥正弦振荡电 路
v 设R=R1= R2，C=C1=
C2。则有：
f0
1
2 RC
-7VHale Waihona Puke 1ms图2 图1电路输出波形
3
调测注意事项
v 电源电压必须对称，用万用表测量。连接到运 放集成电路时注意极性，不可接反。
v 输出电压的幅度由电源电压的数值和电位器R5 共同决定，最大输出电压UOPPmax≈2EC－4V
7
fO
模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用
模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用模拟电子技术中的运算放大器是一种重要的电子元件，广泛应用于信号处理、滤波、运算和放大等领域。
运算放大器被设计为线性的电路，但在实际应用中，其非线性特性常常会对电路性能产生影响。
本文将对运算放大器的非线性特性进行解析，并探讨其在实际应用中的重要性。
1. 非线性特性的定义和分类非线性特性指的是电路输出与输入信号不成比例的关系。
在运算放大器中，这种非线性特性通常体现为失真、交叉耦合和非线性增益等现象。
2. 失真失真是指运算放大器输出信号中含有不同于输入信号的频谱成分。
主要的失真形式包括谐波失真、交调失真和互调失真等。
谐波失真是输出信号中含有输入信号频率的整数倍频率成分；交调失真是输出信号中含有输入信号频率之间的交叉成分；互调失真则是当输入信号有多个频率时，输出信号中含有两个或多个频率之间的非线性交叉成分。
3. 交叉耦合交叉耦合是指在运算放大器中，当输入信号的一个分量变化时，会影响到其他分量的输出。
这种非线性耦合效应会导致输出信号中出现与输入信号成分无关的非线性成分，从而改变电路的运算性能。
4. 非线性增益非线性增益是指运算放大器在不同输入信号幅度下的输出增益不一致性。
在理想的运算放大器中，输出信号应该与输入信号成比例，但由于非线性特性的存在，输出信号的增益并不是恒定的。
这种非线性增益会导致信号失真，并降低电路的工作精度。
5. 非线性特性的应用尽管非线性特性会对电路性能产生影响，但在某些应用场景下，非线性特性也是被利用的。
例如，压限放大器（limiter amplifier）就是一种利用非线性特性的运算放大器，它被广泛应用于无线通信中用于抑制干扰信号、防止过载和保护接收机等方面。
6. 技术手段与解决方案为了解决运算放大器的非线性特性问题，工程师们提出了许多技术手段和解决方案。
例如，通过合理的设计，可以采用负反馈手段来补偿非线性特性，使得输出信号更加稳定和准确。
运算放大器的非线性应用
运算放大器的非线性应用实验目的1.掌握检查运算放大器工作在非线性区的分析方法。
2.学会运用运算放大器实现波形变换及波形产生。
实验仪器1.双踪示波器X12.函数发生器X13.数字万用表X14.直流稳压电源X15.模拟实验箱X1实验原理1.在集成运放应用的电路中，运放的工作范围有两种：工作在线性区（指输入电压U0与输出电压Ud成正比时的输入电压范围）或工作在非线性区。
2.集成运放工作在非线性区的特点：Uo=UoH(UP>UN)Uo=UoL(UP<UN)3.当运放放大器处于开环或接入正反馈时，其传输特性为非线性，工作为非线性状态。
4. LM741的引脚图：实验内容：基本操作：将电源1，电源2分别调为12V，将电源1的红色夹子接在放大器的引脚7（正电源端），将电源2的黑色夹子接在放大器的引脚4（负电源端），接着电源1,2的其余夹子接在一起(接地端)，使电源输出±12V。
(1).电压跟随器实验电路图：实验步骤：1.调节信号发生器，在同相输入端接入直流电压Ui（-5 ~ 5V）。
2.使用万用表测量输出电压U0；比较Ui与U0的大小。
实验结果：(2)过零比较器实验电路图：实验步骤：1.如图连接电路，在输入端接入(峰峰值)Ui=2V,f=1kHz的正弦信号。
2.用示波器分别观察输入Ui和输出Uo波形，绘制传输特性。
实验结果：(3)方波信号发生器实验电路图：操作步骤：1.如上图所示连接电路。
2.用示波器观察输出Uo的波形，绘制波形。
3.用示波器测量输出Uo的频率，f=4.用示波器观察输出Uo的幅值，Uo=实验结果：(4)占空比可调的矩形波发生器实验电路图：操作步骤：1.如图连接电路。
2.调节Rw，用示波器观察输出U0的变化。
3.调节Rw为最大值，记录输出Uo波形。
4.调节Rw为最小值，记录输出Uo波形。
实验结果：矩形波发生器输出波形实验总结：。
电路与电子技术实验运放的非线性应用(分2层)
运放的非线性应用（分层）
实验任务：
任务一：验收：报告纸上：全部数据记录。
仪器上：示波器双通道显示任务（2）u i 、u o 波形。
任务二：验收：报告纸上：全部数据记录。
仪器上：示波器双通道显示u i 、u o 波形（采用X-Y 坐标系；测量需数格子，因此波形调得越大越好；示波器耦合方式为直流，水平、垂直基线归零；输入信号幅值改为5V ）。
4.3 各层次实验内容
实验层次 B 类 A 类
实验内容
实验任务一
实验任务一、二
B 类任务讲解
1. 任务与步骤。
电压传输特性曲线课后完成。
表1 过零电压比较器实验数据
表2 任务（2）i 、u o 波形参数
u i 波形参数
u o 波形参数
U ipp f i U oH U oL f o
2.o +-
3. 设备介绍。
可调直流电压源、稳压二极管(2DW231)、信号源接线。
4. 注意事项：
1) A 类任务无输出波形的可能原因：幅值未达到5V 或offset 旋钮未归零。
5. 安排值日。
u i (V) -4
-3
-2
-1
1
2
3
4
u o (V)
5.1k Ω
10k Ω
10k Ω
6V。
模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用研究
模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用研究现代电子技术的发展使得电子设备日益小型化、高效化和多功能化。
在各种电子设备中，运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种十分重要的电子元件。
运算放大器主要用于信号放大、信号滤波和信号变换等电路中，其性能的好坏直接影响到电子设备的取样精度、信噪比和响应速度等指标。
然而，在实际应用中，运算放大器的非线性特性经常会产生一系列问题。
本文将对运算放大器的非线性特性进行解析，并探讨其在实际应用中的应用研究。
一、运算放大器的非线性特性解析运算放大器作为一种基本电路元件，其输出信号与输入信号的关系应该是线性的，即输出信号与输入信号之间存在一个比例关系。
然而，在实际应用中，运算放大器存在一定的非线性特性，主要表现为增益非线性和相位非线性。
1.1 增益非线性增益非线性是指运算放大器在输入信号较小的范围内，其输出信号的增益不随输入信号的变化而线性变化。
具体表现为输入输出特性曲线的局部不是一条直线，而是呈现出曲线的形状。
增益非线性的主要原因是运算放大器内部存在一些非线性元件或因素，如饱和效应、偏置电压不准确等。
1.2 相位非线性相位非线性是指运算放大器在输入信号较大的范围内，其输出信号的相位不随输入信号的变化而线性变化。
相位非线性主要是由运算放大器的频率响应特性不均匀引起的。
具体表现为输入输出信号的相位差不是严格的线性关系。
二、运算放大器非线性特性的应用研究考虑到运算放大器的非线性特性对其在实际应用中的影响，许多研究人员对该问题进行了深入的研究，并提出了一系列的解决方案和应用技巧。
2.1 非线性补偿技术非线性补偿技术是通过引入补偿电路或采用特殊的电路结构，来消除或减小运算放大器的非线性特性。
例如，采用反馈电路、加入补偿电容或调整工作点等方法，可以有效地减小运算放大器的非线性误差。
2.2 非线性特性的校准利用校准技术对运算放大器的非线性特性进行校准，使得其在一定的输入范围内具备较好的线性关系。
模拟电子技术实验-集成运算放大器的非线性应用电路
实验: 集成运算放大器的非线性应用电路一、实验目的1.掌握单限比较器、滞回比较器的设计、测量和调试方法。
2.掌握电压比较器应用电路电压传输特性的测试方法。
3.学习集成电压比较器在电路设计中的应用。
二、实验内容CCV+87651234OE IN-IN+CCV-LM311OCBAL/STRB BAL图1 741Aμ和LM311的引脚图1. 电压比较器（SPOC实验、Multisim仿真实验）（1）学习SPOC实验内容，利用Multisim仿真软件，按图2接好电路，电阻R1=R2=10kΩ，电阻R3为5.1kΩ。
由函数信号发生器调出1000Hz，峰峰值为5V，偏移量为0V的正弦交流电压加至iu端。
按表中给定数值改变直流信号源输入电压U R。
利用示波器通道1测量输入iu电压波形，通道2测量输出ou端的矩形波波形如图3所示。
其中稳压管VS选取：“DIODE”→“ZENER”→“1N5233B”iuou图2 电压比较器图3 输出电压波形（2）按表1中给定值调节U R的大小，用示波器观察输出矩形波的变化，测量测量HT和T的数值，并记入表1中。
表1电压比较器的测量0 1000 492.518 0.5 1000 945.454 11000 436.052截图仿真电路图：当U R =1V 时，截取输入i u 和输出o u 的电压波形：2. 反相滞回比较器电路（SPOC 实验、Multisim 仿真实验）1) 学习SPOC 实验内容，利用仿真软件，按图4所示的电路选择电路元件，接好电路。
其中稳压管VS 选取：“DIODE ”→“ZENER ” →“1N5233B ”-++81R iu ou 2R FR 3R 10k Ω10k Ω100k Ω5.1k ΩVS图4 反相滞回比较器仿真电路图截图：2) i u 接频率为1kHz ，峰峰值为2V 的正弦信号，观察并截取输入i u 和输出o u 的波形。
要求示波器的通道1接输入电压波形，通道2接输出电压波形。
2.5 集成运放的非线性应用
过零比较器 Ui 波形 UO 波形 阈值电压 传输特性
3.滞回电压比较器 按图 5.2.5.2 接成滞回电压比较器。用示波器观察比较器的传输特性曲线及波形。用函数发生 器从输入端加入 2V/1kHZ 的三角波信号，示波器的 CH1 和 CH2 分别接比较器的输入端和输出端， 适当调节 CH1 和 CH2 通道的量程，将观察到的现象记录到表 5.2.5.2 中。
表 5.2.5.2 滞回电压比较器 滞回电压比较器 Ui 波形 UO 波形 阈值电压 传输特性
3
（二）扩展实验内容及步骤 1.根据仿真确定的电路和器件进行电路连线，构成满足要求的电路。 2.选择合适的仪器进行电路测试。 3.对各电路列出合适的表格，选定合适的输入电压，测量输出电压的大小或波形。 （1）基准电压为 2V 的电压比较器。 （选定合适的输入电压，测量输出电压的波形，画出传输 特性） 。 （2）滞回比较器。 （选定合适的输入电压，测量输出电压的波形，画出传输特性） 。 （3）既能产生矩形波又能产生三角波的电路。 （用示波器观察其波形，并测试其频率）改变哪 个元件，可以改变其波形频率，调整并计算。 （4）产生锯齿波的电路。 （用示波器观察其波形，并测试其频率）改变哪个元件，可以改变其 波形频率，调整并计算。
三、基本实验条件
（一） 仪器仪表 1.双路稳压电源 2.数字万用表 3.示波器 4.函数发生器 （二） 器材器件 1．集成运算放大器（建议：LM324） 2.定值电阻器 3.电容器 4.双向稳压管（建议：6V） 5.二极管 6.1001台 1 台 1 台
1 块 若干 1只 1只 2只 ∞ +
二、实验任务
（一） 基本实验任务 1. 利用运算放大器组成过零电压比较器，测量其输入输出的关系。 2. 利用运算放大器组成滞回电压比较器，测量其输入输出的关系。 3. 测量过零电压比较器和滞回电压比较器的传输特性。 （二）扩展实验任务 1.用运算放大器构成一个基准电压为 2V 的电压比较器。 2.用运算放大器构成一个迟滞比较器。 3.用运算放大器构成一个既能产生矩形波又能产生三角波的电路。 （建议电容选用 0.01F） 4.用运算放大器构成能产生锯齿波的电路。 （建议电容选用 0.01F）
运算放大器的非线性应用
实验4.7 运算放大器的非线性应用一、实验目的1.进一步了解运算放大器的传输特性2.进一步了解运算放大器开环及引入正反馈时的应用特点3.学会用运放构成电压比较器，矩形波，三角波，锯齿波发生器二、实验仪器与器件1.双路稳压电源一台2.示波器一台3.数字万用表一台4.集成运算放大器A741 2块5.定值电阻若干6.电容若干7.双向稳压管1只8.DC信号源3个9.100K电位器2只三、实验原理当运算放大器处于开环或接入正反馈时，其传输特性为非线性此种状态下的运算放大器工作在非线性状态，称之为运算放大器的非线性应用。
运算放大器非线性应用时，选择合理的电路结构和外接器件，可构成各种电压比较器和各种信号产生电路。
在电压比较器中，比较特殊和常见的的有过零比较器、基准电压为nV的电压比较器和迟滞电压比较器。
信号产生电路可以输出正弦波、三角波、矩形波。
此外，通过调整电路元件参数和结构，还可改变矩波形的占空比，积分得到锯齿波；通过电路的运算功能可实现不同波形的转换，例如正弦波经滤波得到三角波，三角波和正弦波经比较电路可得到矩形波，矩形波经积分可得到三角波。
四、实验内容实验要求1.利用EWB对预习中的设计电路进行仿真，调整确定器件参数2.根据仿真确定的电路和器件进行电路连接，构成满足要求的电路1.用运算放大器构成一个基准电压为2V的电压比较器。
图1-1 基准电压为2V的电压比较器图1-2基准电压为2V的电压比较器特性曲线2.用运算放大器构成一个迟滞比较器。
图2-1 迟滞比较器图2-2 迟滞比较器特性曲线3.用运算放大器构成一个既能产生矩形波又能产生三角波的电路。
图3-1 既能产生矩形波又能产生三角波的电路图3-2 输出波形4.运算放大器构成产生锯齿波的电路。
图4-1 锯齿波产生电路图4-2锯齿波产生电路输出波形五、实验总结具体电路图的结构、元件参数、和仿真结果、（1）（2）的传输特性和（3）（4）的输出波形可参考仿真抓屏文件。
实验五 运放非线性应用
10KΩ 2200pF
R2+Wf
5.1KΩ
（2）同相输入迟滞比较器
VI
A
VTVz
VO
+V z
VT0
VT+
VI
t -Vz
-Vz
(b)
(c)
电路如图(a)所示，其中R1=10K，R2=20K， R3=2K，R4=10K，双向稳压管的输出为±6V。模拟实验 箱提供1000Hz的正弦波信号，用双踪示波器观察输出和输 入波形和电压传输特性。 画出波形和电压传输特性，并标注 +VT、-VT、+VZ、-VZ 思考题 1．迟滞比较器和过零比较器相比具有哪些优点？ 2．RC振荡电路的振荡频率是由哪部分电路确定的？如何改 变电路的振荡频率？ 3．如果迟滞比较器的输出为一条直线，那么可能原因有哪 些？ 4. 实验过程中遇到的问题，如何解决。
实验五 集成运放的非线性应用
一. 实验目的
学习集成运放的基本非线性应用，了解集成 运放使用中的有关问题，进一步熟悉运算放大器 的特性。
二. 实验仪器设备
1.实验箱 2. 万用表 3. 示波器
三. 实验内容及要求 （1） RC振荡电路
1、正确连接电路，并计算振荡频率。 2、接通电源，用示波器观察是否起振。若 不起振，调整Wf的大小，使电路满足振荡 条件。当有输出波形后，调节Wf的大小， 使振荡波形达到基本不失真。 3、测量输出电压的幅值Vom和频率fo 4、关掉电源，断开电路，测量负反馈电路中电阻值，计算 Avf。
最新实验五(模电实验报告)
最新实验五(模电实验报告)实验目的：1. 熟悉模拟电路的基本测试方法和实验流程。
2. 掌握运算放大器的基本应用和性能参数的测量。
3. 学习并实现常见模拟电路的设计与搭建，如放大器、滤波器等。
4. 提高分析和解决模拟电路问题的能力。
实验设备：1. 双踪示波器2. 函数信号发生器3. 直流电源4. 交流电源5. 多用表6. 面包板及跳线7. 运算放大器LM7418. 电阻、电容等被动元件实验原理：运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的直流耦合放大器。
它可以用于模拟信号的放大、滤波、积分、微分等多种功能。
本次实验主要围绕运算放大器的特性和应用进行。
实验内容：1. 搭建基本的非反向放大器电路，并测量其增益。
2. 设计并实现一个反向放大器电路，计算并验证其增益。
3. 构建一个低通滤波器，并使用示波器观察其频率响应。
4. 搭建一个高通滤波器，并测试其对不同频率信号的响应。
5. 对运算放大器的性能参数进行测试，如输入偏置电流、输入偏置电压等。
实验步骤：1. 根据实验原理图，使用面包板和跳线搭建非反向放大器电路。
2. 调整函数信号发生器，产生适当频率和幅度的正弦波信号。
3. 将信号输入到非反向放大器的输入端，使用示波器观察输出端的波形，并计算增益。
4. 重复步骤1-3，搭建并测试反向放大器电路。
5. 设计并搭建低通滤波器，调整交流电源频率，记录不同频率下的输出波形，绘制频率响应曲线。
6. 搭建高通滤波器，重复步骤5的测试和记录。
7. 测量运算放大器的输入偏置电流和输入偏置电压，并记录数据。
实验数据与分析：1. 记录非反向放大器和反向放大器的增益，并与理论值进行比较分析。
2. 绘制低通和高通滤波器的频率响应曲线，并分析其特性。
3. 整理运算放大器性能参数的测量结果，并与数据手册中的规格进行对比。
实验结论：通过本次实验，我们成功搭建并测试了基于运算放大器的放大器和滤波器电路。
实验数据与理论预期相符，验证了运算放大器在模拟电路设计中的应用。
模拟电子技术项目化教程教学课件-理想运放的非线性应用
2 集成运放的保护
+UCC
VD1
u-
-∞
uo
u+
+
VD2 -UEE
+ R1 VD1VD2 - ∞
ui
-
+
R2 uo
+-UZ
a）电源反接保护电路 b）输入输出保护电路
谢谢观看
0 UREF2 UREF1
ui
要求 U REF1 U REF2
ui U REF 2 时，A1 输出低电平，A2 输出高电平， VD1 截止，VD2 导通，输出 UZ。 当 ui U REF1时， A1 输出高电平，A2 输出低电平， VD1 导通，VD2 截止，输出 UZ。 当U REF2 ui U REF1 时，A1、A2 均输出低电平， VD1、VD2 均截止，输出零。
2.根据任务单，测量输出信号，反相电压比较器电路可以通过发 光二极管直接观察结果，有些电路必须借助示波器的来显示输出波形， 调节并读出相应的数值。
4.3.4 集成运放的应用注意事项
集成运放分为通用型与专用型两大类。通用型集成运放应用范围 广，价格便宜。专用型集成运放某些电气性能特别优异，有高精度型、 高输入阻抗型、低功耗型、高速型、高压型、程控型、宽带型等。选 用时，先查阅有关集成电路手册，根据需要确定选型。
理想运放的非线性应用
4.3.1 理想运放的非线性特点
运放工作在非线性状态时输出电压只有两种情况：当u u 时，uo=UOH；当u u 时， uo=UOL；上述情况下，u u ，说明运放在非线性区时“虚短”不再成立，但由于运放的
输入电阻很高，所以可以认为“虚断”仍然成立。
4.3.2 电压比较器
1 集成运放的调零和消除自激
2. 运放的非线性应用
电子技术模拟电路部分第六章运放的应用之非线性处理器omH U R R R U 211+=omL U R R R U 211+−=分别称U 和U 上下门限电压。
称(U -U )为回差。
当u i 增加到U H 时，输出由U om 跳变到–U om ；当u i 减小到U L 时，输出由–U om 跳变到U om 。
u oU om-U omU L小于回差的干扰不会引起跳转。
跳转时，正反馈加速跳转。
∞−++u oRR 2R 1u iU +OM L OM C eU U U t u −+=)()(f =1/T)21ln(221R R RC T +=RCtOM H OM C e U U U t u −++−=)()(u C 上升阶段表示式:u C 下降阶段表示式:u C 0U HtU LT 1T 2RCT OM L OM H eU U U U 2)(−−+=RCT eU U U U 1)(−++−=)21ln(2121R R RC T T +==OM L H U R R R U U 211+=−=－∞++－∞++A 1A 2u u o 1R 02R 01R C R 2R 1特点：由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成，迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输om H U R R U 21=L U R R U 21−=－∞++－∞++A 1A 2u o 1R 02R 01R C R 2R 1∫−=dtu RCu o o 1114RCR T =L H T OM U U dt U RC −=−∫101H L T OM U U dt U RC−=−−∫201。
运算放大器的非线性应用
运算放大器的非线性应用实验目的1.掌握检查运算放大器工作在非线性区的分析方法。
2.学会运用运算放大器实现波形变换及波形产生。
实验仪器1.双踪示波器X12.函数发生器X13.数字万用表X14.直流稳压电源X15.模拟实验箱X1实验原理1.在集成运放应用的电路中，运放的工作范围有两种：工作在线性区（指输入电压U0与输出电压Ud成正比时的输入电压范围）或工作在非线性区。
2.集成运放工作在非线性区的特点：Uo=UoH(UP>UN)Uo=UoL(UP<UN)3.当运放放大器处于开环或接入正反馈时，其传输特性为非线性，工作为非线性状态。
4. LM741的引脚图：实验内容：基本操作：将电源1，电源2分别调为12V，将电源1的红色夹子接在放大器的引脚7（正电源端），将电源2的黑色夹子接在放大器的引脚4（负电源端），接着电源1,2的其余夹子接在一起(接地端)，使电源输出±12V。
(1).电压跟随器实验电路图：实验步骤：1.调节信号发生器，在同相输入端接入直流电压Ui（-5 ~ 5V）。
2.使用万用表测量输出电压U0；比较Ui与U0的大小。
实验结果：(2)过零比较器实验电路图：实验步骤：1.如图连接电路，在输入端接入(峰峰值)Ui=2V,f=1kHz的正弦信号。
2.用示波器分别观察输入Ui和输出Uo波形，绘制传输特性。
实验结果：(3)方波信号发生器实验电路图：操作步骤：1.如上图所示连接电路。
2.用示波器观察输出Uo的波形，绘制波形。
3.用示波器测量输出Uo的频率，f=4.用示波器观察输出Uo的幅值，Uo=实验结果：(4)占空比可调的矩形波发生器实验电路图：操作步骤：1.如图连接电路。
2.调节Rw，用示波器观察输出U0的变化。
3.调节Rw为最大值，记录输出Uo波形。
4.调节Rw为最小值，记录输出Uo波形。
实验结果：矩形波发生器输出波形实验总结：。
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模电实验报告
实验名称：
实验时间：第（）周，星期（），时段（）实验地点：教（）楼（）室
指导教师：
学号：
班级：
姓名：
实验五集成运放的非线性应用
一. 实验目的
学习集成运放的基本非线性应用，了解集成运放使用中的有关问题，进一步熟悉运算放大器的特性。
二. 实验仪器设备
1.实验箱
2. 万用表
3. 示波器
三. 实验内容及要求
（1）RC振荡电路
1、正确连接电路，并计算振荡频率。
2、接通电源，用示波器观察是否起振。
若不起振，调整W f的大小，使电路满足振荡条件。
当有输出波形后，调节W f的大小，使振荡波形达到基本不失真。
3、测量输出电压的幅值V om和频率f o.
4、关掉电源，断开电路，测量负反馈电路中电阻值，计算A vf。
10KΩ2200pF
R2+Wf
5.1KΩ
接线方法
（2）同相输入迟滞比较器
电路如图(a)所示，其中R1=10KΩ，R2=20KΩ，R3=2KΩ，R4=10KΩ，双向稳压管的输出为±6V。
模拟实验箱提供1000Hz的正弦波信号，用双踪示波器观察输出和
输入波形和电压传输特性。
画出波形和电压传输特性，并标注+V T、-V T、+V Z、-V Z.
完成下列思考题
1．迟滞比较器和过零比较器相比具有哪些优点？
2．RC 振荡电路的振荡频率是由哪部分电路确定的？如何改变电路的振荡频率？ 3．如果迟滞比较器的输出为一条直线，那么可能原因有哪些？ 4. 实验过程中遇到的问题，如何解决。
(a)
(b)(c)
+Vz
-Vz
V O
V T-V T+
V I
+V z
-V z
t
V I
V O
t
V T-V T+
A。