07.集成运算放大器的应用
集成运算放大电路的作用
集成运算放大电路的作用集成运算放大电路是一种广泛应用于各种电子设备中的电路，它的作用是放大输入信号并输出到负载。
本文将详细探讨集成运算放大电路的作用及其在不同领域中的应用。
一、集成运算放大电路的基本原理集成运算放大电路是一种由多个晶体管和电容组成的电路，其基本原理是将输入信号放大并输出到负载。
其中，集成运算放大器的输入端和输出端分别为正极和负极，而其内部的晶体管和电容则起到放大信号的作用。
二、集成运算放大电路的主要作用1. 放大信号集成运算放大电路的主要作用是放大输入信号并输出到负载。
通过将输入信号放大，可以使信号更加清晰、稳定，从而提高系统的工作效率和精度。
2. 滤波在某些应用中，需要对输入信号进行滤波以去除噪音或干扰。
集成运算放大电路可以通过内部的电容和电阻来实现滤波功能，从而提高信号的质量和可靠性。
3. 支持反馈电路集成运算放大电路可以支持反馈电路，通过调整反馈电路的参数，可以实现对输出信号的控制和调节，从而满足不同应用的需求。
4. 实现信号转换在某些应用中，需要将一种类型的信号转换成另一种类型的信号，例如将模拟信号转换为数字信号。
集成运算放大电路可以通过内部的电路实现信号转换，从而满足不同应用的需求。
5. 支持多种应用集成运算放大电路可以应用于多种不同的领域，例如音频放大器、振荡器、滤波器、电源管理等。
其多功能性和灵活性使得它成为广泛应用于各种电子设备中的电路之一。
三、集成运算放大电路的应用1. 音频放大器集成运算放大电路在音频放大器中得到了广泛应用。
通过将输入音频信号放大并输出到扬声器，可以实现音频信号的放大和扩音，从而提高音乐的质量和声音的清晰度。
2. 振荡器集成运算放大电路可以应用于振荡器中，通过控制内部的电容和电阻来实现频率的调节和控制，从而实现不同频率的振荡。
3. 滤波器集成运算放大电路可以应用于滤波器中，通过内部的电容和电阻来实现低通、高通、带通等不同类型的滤波器，从而实现对输入信号的滤波。
集成电路运算放大器的线性应用
高开环增益
输入端几乎不吸收电流， 使得输入信号源不受负
载影响。
输出端具有很低的内阻， 可以驱动较大的负载。
无反馈时的电压放大倍数 极高，使得运算放大器具
有很高的放大能力。
高共模抑制比
对共模信号（两个输入端共 有的信号）有很强的抑制能
力，提高了抗干扰性能。
常见集成电路运算放大器类型
通用型运算放大器
高精度运算放大器
故障诊断与排除方法
01 02 03 04
当运算放大器出现故障时，首先检查电源和接地是否正常，排除电源 故障。
检查输入信号是否正常，以及输入电路是否存在短路或开路现象。
观察运算放大器的输出信号是否正常，如有异常则检查反馈电路和元 件是否损坏。
使用示波器等测试工具对运算放大器进行测试，进一步确定故障原因 并进行修复。
参考运算放大器的典型应 用电路，选择合适的外围 元件和参数。
应用注意事项与技巧
01 在使用运算放大器前，应对其进行充分的测 试和验证，确保其性能稳定可靠。
02
合理设计运算放大器的输入和输出电路，避 免引入不必要的噪声和失真。
03
注意运算放大器的电源和接地设计，确保电 源稳定且接地良好。
04
根据应用需求选择合适的反馈电路和元件， 以实现所需的放大倍数和带宽。
音频滤波器
通过配置运算放大器和外围元件，构成 各种滤波器，如低通、高通、带通等， 对音频信号进行频率选择和处理。
传感器信号调理电路
传感器信号放大电路
01
针对传感器输出的微弱信号，利用运算放大器进行放大，提高
信号的幅度和信噪比。
传感器信号滤波电路
02
去除传感器信号中的噪声和干扰，提取有用的信号成分，提高
集成运算放大器的应用有哪些
集成运算放大器的应用有哪些集成运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP) 是现代电子技术中常用的一种集成电路，广泛应用于信号放大、积分、微分、比较、滤波、波形变换、逻辑运算等电路中。
本文将介绍一些集成运算放大器的应用。
一、信号放大集成运算放大器广泛应用于信号放大电路中，其直接或变压器耦合输入方式具有低输入电阻、高输入阻抗、低噪声、高增益和宽带等特性。
在应用中，可通过精心设计放大器电路，控制反馈，实现高增益稳定运行。
二、积分电路积分电路是信号处理电路中的基本电路，它能将信号输入与时间积分，输出的是输入信号积分后的值。
集成运算放大器常用于积分电路的设计，其放大电压信号，然后通过电容对信号进行积分。
例如，在三角形波发生器电路中，可通过电容积分得到正弦波信号，而集成运算放大器的内部电路通常包含差分放大器，可将输入信号转化为电压差，用于驱动电容，完成积分计算。
三、微分电路微分电路是在信号处理中广泛应用的一种电路，它能够将信号对时间的微分操作，其输出电压是输入信号微分后的值。
集成运算放大器也常用于微分电路的设计中，可通过对输入信号进行微分计算得到输出信号。
例如，在测量热电偶温度时，可将温度信号输入到集成运算放大器中，通过差分放大器将信号转化为电压差，然后用电阻对信号进行微分计算，输出即为最终温度值。
四、比较电路比较电路是一种将两个信号进行比较然后输出比较结果的电路，它广泛应用于数字电路、自动控制、计算机硬件等领域。
集成运算放大器常用于比较电路中，它的输出能够根据电压的大小关系取两个输入信号中的一个。
例如，电压比较器是一种常见的电路，它采用集成运算放大器作为比较电路的核心元件，用于比较两个不同电压的大小关系，以便输出相应的状态。
五、滤波器滤波器是一种通过对输入信号进行滤波操作，抑制或增强特定频率信号的电路。
集成运算放大器广泛应用于滤波电路的设计中，其内部电路包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等类型。
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集成运算放大器的基本应用实验报告引言：集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。
它具有高增益、低失调、宽带宽等特点，可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
在本次实验中，我们将通过几个基本应用实验，探索集成运算放大器的工作原理和应用场景。
实验一：非反相放大器非反相放大器是Op-Amp最常见的应用之一。
它通过将输入信号与放大倍数相乘，输出一个放大后的信号。
我们在实验中使用了一个标准的非反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度和输入信号的幅度相比，增大了放大倍数倍。
而相位方面，输出信号与输入信号的相位保持一致。
这说明非反相放大器能够有效放大输入信号，并且不改变其相位。
实验二：反相放大器反相放大器是Op-Amp另一种常见的应用。
它与非反相放大器相比，输入信号与放大倍数相乘后取反，输出一个反向的放大信号。
我们在实验中使用了一个反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度与输入信号的幅度相比，同样增大了放大倍数倍。
但是相位方面，输出信号与输入信号相差180度。
这说明反相放大器能够有效放大输入信号，并且改变其相位。
实验三：积分器积分器是Op-Amp的另一个重要应用。
它可以将输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
我们在实验中使用了一个积分器电路，将一个方波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号呈现一个斜率逐渐增大的曲线，表明输入信号得到了积分。
这说明积分器能够有效对输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
实验四：微分器微分器是Op-Amp的又一个重要应用。
它可以将输入信号进行微分运算，输出一个微分后的信号。
我们在实验中使用了一个微分器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
电子技术基础--第七章--集成运算放大器的线性应用和非线性应用
i1 i f 0
u O (1
Rf R1
)u i
u I 0 R1i1
uI i2 i1 R1
i1
uI R1
0 u M R2 i2
u M R2 i 2 R2 uI R1
0 u M R3i3
减法器的输出电压为两个输入信号之差乘以放大系数 Rf/R1, 故又称它为差分放大器。 为减小失调误差 R1//Rf=R2//R3
（五）反相积分运算电路
duC i 2 C dt
uC 0 uO
duo i2 C dt
u I 0 R1i1
i1 i2 0
du uI (C o ) 0 R1 dt
vI T
（同相过零比较器）
O
2
3
4
t
电压传输特性
vO
vO VOH
VOH O t
O VOL
vI
VOL
思考
1.若过零比较器如图所示，则它 的电压传输特性将是怎样的？ 2.输入为正负对称的正弦波时， 输出波形是怎样的？
+VCC vI + A -VEE vO
vI T 2
+VCC vI + A -VEE vO
具体电路的工作原理，其它问题也就迎刃而解了。
比例运算电路 加法电路
减法电路 积分电路
微分电路
一、运算电路
• （一）反相比例运算电路 • （二）同相比例运算电路
（一）反相比例运算电路
i1 i f 0
u N uo R f i f
if u N uO u O Rf Rf
模拟电子技术教学课件-集成运算放大器的应用
小信号进行放大，且具有较强的共模抑制能力。
因为最后一级运算 放大器是双端输入差 分电路，所以：
2021/7/25
4.1 集成运放的线性应用电路
思考与练习
Sikaoyulianxi 1.集成运放构成的基本线性应用电路有哪些？在这些基本 电路中，集成运放均工作在何种状态下？
2.“虚地”现象只存在于线性应用运放的哪种运算电路中？
由一个RC低通电路和一个RC高通 电路形成带通滤波器。
高
低通
通
利用同相输入的比例 放大电路做隔离放大 级。为改善频率特性 引入正反馈。
幅频特性：
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带阻滤波器
将一个RC低通电路和一个RC 高通电路的输出求和，即形 成带阻滤波器。
如果带阻滤波器的阻 带设置为某单一频率 时，则可构成陷波滤 波器。
由虚断可得： 数值代入后整理可得： 通频带内的电压放大倍数：
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4.1.8 有有源源滤波高器通——滤常用波的器有源滤波器
通频带内的电压放大倍数： 传输函数为：
电路的特性频率为： 当输入信号的频率f等于通带截止频率f0时：
幅频特性：
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4.1.8 有源滤4带.波1.8器通有—滤源—滤常波波用器的器有源滤波器
第4单元 集成运算放大器的应用
集成运放的运算应用电路
目
Jichengyunfangdeyunsuanyingyingdianlu
录
集成运算放大器的非线性应用
3zhongzutaifangdadianludexingnengbijiao
集成运算放大器的选择、使用和保护
Danjixingguandedanjifangdadianlu
集成运算放大器的应用原理
集成运算放大器的应用原理1. 什么是集成运算放大器（Operational Amplifier, OP-AMP）？•集成运算放大器是一种电子放大器，由多个晶体管和被动元件组成，通过负反馈技术可以实现高增益、高输入阻抗和低输出阻抗。
•通常使用集成电路芯片封装，方便使用和设计。
2. 集成运算放大器的基本特性•高增益：集成运算放大器的增益非常高，通常可以达到几千到几十万倍之间。
•高输入阻抗：输入阻抗极大，可以避免对被测电路的影响。
•低输出阻抗：输出阻抗很低，可以驱动大负载电阻。
•宽频率范围：能够工作在几千赫兹到数百千赫兹范围内。
3. 集成运算放大器的应用场景集成运算放大器广泛应用在各种电子电路中，下面列举一些常见的应用场景：3.1 信号放大•集成运算放大器可以放大小信号，例如音频信号、传感器信号等。
•将微弱信号放大到工作范围之内，方便后续处理。
3.2 滤波器•集成运算放大器可以构建各种滤波器。
•例如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
•在音频信号处理、通讯系统中起到重要作用。
3.3 电压比较器•集成运算放大器可以作为电压比较器使用。
•利用其高增益和差模输入特性，将两个电压进行比较。
3.4 数模转换•集成运算放大器可以进行模拟信号到数字信号的转换。
•例如将模拟信号转换为数字信号，用于DSP（数字信号处理）等应用。
3.5 可编程增益放大器•集成运算放大器可以被调整增益，用于可变增益放大器。
•例如直流放大器、音频放大器、功率放大器等。
3.6 非线性电路•集成运算放大器可以用于设计非线性电路。
•例如方波发生器、三角波发生器等。
3.7 其他应用集成运算放大器还可以应用于信号采样保持、电压调节等领域。
4. 集成运算放大器的选型选型集成运算放大器时，需要考虑以下因素： - 增益和带宽产品（GB） - 输入偏移电压（Input Offset Voltage） - 输入偏移电流（Input Offset Current） - 输入偏移电流温度漂移（Input Offset Current Temperature Drift） - 电源供应电压范围 -工作温度范围 - 封装类型和尺寸 - 成本等因素5. 集成运算放大器使用注意事项•集成运算放大器具有极高的增益，需要注意电路布局和防止信号干扰。
集成运算放大器的发展与应用
集成运算放大器的发展与应用1.引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称集成运放）是现代电子电路中的重要组成部分。
它的发展与应用经历了多个阶段，从早期的晶体管放大器到现代的高性能集成运放，其应用领域也在不断扩展。
本文将详细介绍集成运放的发展历程、应用领域、优势以及未来趋势。
2.集成运算放大器的发展2.1早期阶段在集成运放发展的早期阶段，人们主要使用晶体管搭建放大电路。
然而，这种方法的电路复杂，调试困难，且性能不稳定。
2.2晶体管放大器阶段随着晶体管技术的进步，人们开始将多个晶体管集成到一起，形成了晶体管放大器。
这种放大器具有更稳定的性能和更小的体积，但在使用上仍然存在一些不便。
2.3集成电路放大器阶段随着集成电路技术的发展，人们开始将多个晶体管和其他元件集成到一块芯片上，形成了集成电路放大器。
这种放大器具有更高的性能和更小的体积，同时降低了成本。
2.4现代集成放大器阶段随着电子技术的不断进步，现代集成放大器在性能、体积、成本等方面都得到了极大的提升。
同时，为了满足不同应用的需求，各种特殊类型的集成运放也应运而生。
3.集成运算放大器的应用领域3.1信号放大集成运放广泛应用于信号放大领域，用于提高信号的幅度和功率。
3.2模拟运算集成运放可以实现模拟运算，如加法、减法、乘法、除法等，广泛应用于模拟电路中。
3.3数字运算通过数字电路与集成运放的结合，可以实现数字信号的处理与运算。
3.4自动控制集成运放在自动控制系统中起到关键作用，用于实现各种控制算法。
3.5音频处理在音频处理领域，集成运放被广泛应用于音频放大和音效处理。
3.6其他领域除了上述应用领域外，集成运放还广泛应用于通信、测量、电力电子、医疗器械等多个领域。
4.集成运算放大器的优势4.1高增益集成运放具有较高的增益，能够实现对微弱信号的放大。
4.2低失真相比于分立元件搭建的放大电路，集成运放的失真更低。
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实验目的，通过本次实验，我们将学习集成运算放大器的基本原理和应用，掌握运算放大器的基本参数测量方法，了解运算放大器在电路中的应用。
实验仪器，集成运算放大器、示波器、信号发生器、直流稳压电源、电阻、电容、万用表等。
实验原理，运算放大器是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。
在实验中，我们将通过测量运算放大器的输入偏置电压、输入失调电压、输入失调电流、增益带宽积等参数，来了解运算放大器的基本性能。
实验步骤：1. 连接电路，按照实验指导书上的电路图，连接好运算放大器的电路。
2. 测量输入偏置电压，将输入端接地，测量输出端的电压，计算出输入偏置电压。
3. 测量输入失调电压和输入失调电流，将输入端接地，测量输出端的电压，再将输出端接地，测量输入端的电压和电流，计算出输入失调电压和输入失调电流。
4. 测量增益带宽积，通过改变输入信号的频率，测量输出信号的幅度，计算出增益带宽积。
5. 测量共模抑制比，通过改变输入信号的幅度，测量输出信号的幅度，计算出共模抑制比。
实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了运算放大器的各项参数，分析结果如下：1. 输入偏置电压为0.5mV，说明运算放大器的输入端存在微小的偏置电压。
2. 输入失调电压为1mV，输入失调电流为10nA，说明运算放大器的输入端存在微小的失调电压和失调电流。
3. 增益带宽积为1MHz，说明运算放大器在1MHz以下的频率范围内具有较高的增益。
4. 共模抑制比为80dB，说明运算放大器具有较好的共模抑制能力。
结论：通过本次实验，我们对集成运算放大器的基本原理和应用有了更深入的了解，掌握了运算放大器的基本参数测量方法，并了解了运算放大器在电路中的应用。
同时，我们也了解到了运算放大器的一些性能指标，为今后的实际应用提供了参考依据。
总结：集成运算放大器是电子电路中常用的重要器件，具有高增益、差分输入、单端输出等特点，广泛应用于放大、滤波、积分、微分等电路中。
集成运算放大器的原理与应用讲解
集成运算放大器的原理与应用讲解1. 什么是集成运算放大器（Op Amp）？•集成运算放大器（Op Amp）是一种高增益、直流耦合、差分放大器，常被用于放大、滤波和电压比较等电路应用。
•Op Amp是一种集成电路芯片，通常包含多个晶体管、电阻和电容等被精确布局在一个芯片上。
2. 集成运算放大器的原理•Op Amp的核心是差动放大器，由两个输入端（非反馈端和反馈端）和一个输出端组成。
•在差动放大器中，非反馈端的输入信号被放大器放大，然后通过反馈回到非反馈端，从而形成放大器的反馈机制。
•Op Amp的增益由开环增益和反馈网络的配置决定。
3. 集成运算放大器的主要特性•增益：Op Amp具有非常高的开环增益，通常在105到108之间。
•输入阻抗：Op Amp的输入阻抗非常大，通常在106到1012欧姆之间。
•输出阻抗：Op Amp的输出阻抗非常小，通常在几十欧姆以下。
•带宽：Op Amp的带宽是指在给定增益下能够传输信号的频率范围。
4. 集成运算放大器的应用4.1 可逆放大器•可逆放大器是Op Amp最常见的应用之一，采用负反馈的方式将输出信号的一部分反馈到输入端。
•可逆放大器可以用于放大和滤波等电路，常用的配置包括反向放大器、比例放大器和积分器等。
4.2 比较器•Op Amp可以作为比较器使用，将输入信号与一个参考电压进行比较，输出高电平或低电平。
•比较器广泛应用于电压比较、电压检测和信号切换等电路。
4.3 运算放大器•运算放大器是一种特殊的Op Amp应用，采用负反馈的方式实现各种算术运算。
•常见的运算放大器电路包括加法器、减法器、乘法器和除法器等。
4.4 滤波器•Op Amp可以用于构建各种类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
•滤波器可以用于信号调整、降噪和频谱分析等应用。
5. 集成运算放大器的选择与设计•在选择和设计集成运算放大器时，需要考虑参数如增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽和供电电压等。
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。
本实验旨在通过实际操作，掌握集成运算放大器的基本原理和应用技巧，加深对集成运算放大器的理解，提高实际操作能力。
二、实验仪器与设备。
1. 集成运算放大器实验箱。
2. 直流稳压电源。
3. 示波器。
4. 信号发生器。
5. 电阻、电容等元件。
6. 万用表。
7. 示波器探头。
三、实验原理。
集成运算放大器是一种高增益、直流耦合的差分输入、单端输出的电子放大器，具有很多种应用。
在本实验中，我们主要探讨集成运算放大器的非反相放大电路和反相放大电路的应用。
1. 非反相放大电路。
非反相放大电路是指输入信号与反馈信号同相，通过调节反馈电阻和输入电阻的比值，可以实现不同的放大倍数。
在本实验中，我们将通过调节电阻的数值，观察输出信号的变化，从而验证非反相放大电路的工作原理。
2. 反相放大电路。
反相放大电路是指输入信号与反馈信号反相，同样可以通过调节电阻的数值，实现不同的放大倍数。
在本实验中，我们将通过改变输入信号的频率和幅度，观察输出信号的变化，从而验证反相放大电路的工作原理。
四、实验步骤。
1. 连接电路。
根据实验要求，连接非反相放大电路和反相放大电路的电路图，接通电源。
2. 调节参数。
通过调节电阻的数值，观察输出信号的变化，记录不同放大倍数下的输入输出波形。
3. 改变输入信号。
改变输入信号的频率和幅度，观察输出信号的变化，记录不同条件下的输入输出波形。
4. 数据处理。
根据实验数据，计算不同条件下的放大倍数，绘制相应的放大倍数曲线。
五、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和处理，我们得出了非反相放大电路和反相放大电路在不同条件下的放大倍数曲线。
从实验结果可以看出，随着电阻数值的变化，放大倍数呈线性变化；而随着输入信号频率和幅度的改变，输出信号的波形也发生相应的变化。
六、实验总结。
通过本次实验，我们深入理解了集成运算放大器的基本原理和应用技巧，掌握了非反相放大电路和反相放大电路的工作原理。
运放应用大全
1.集成运算放大器的主要应用集成运算放大器的两个输入端分别为同相输入端u P 和反相输入端u N ，这里的“同相”和“反相”是集成运算放大器的输入电压与输出电压u o 之间的相位关系，其符号及外观如图1.1所示。
从外部看，可以认为集成运算放大器是一个双端输入、单端输出、具有高差模放大倍数A od 、高输入电阻、低输出电阻、能较好地抑制温漂的差动放大电路。
集成运算放大器加上负反馈回路，使其具有各种各样的特性，实现各种各样的电路功能。
集成运算放大器的主要应用：DC 放大器----DC ～低频信号的放大。
音频放大器----数十H Z ～数十kH Z 的低频信号的放大器。
视频放大器----数十H Z ～数十MH Z 的视频信号的放大器。
有源滤波器----低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
模拟运算----模拟信号的加法、减法、微分、积分等运算。
信号的发生和转换----正弦波振荡电路、矩形波发生电路、电压比较器、电压—电流转换电路等。
2.集成运算放大器的主要性能指标(1) 开环差模增益A od在集成运算放大器无外加反馈时的差模放大倍数称为开环差模增益，记作A od 。
A od =△u o /△（u P -u N ），常用分贝（dB ）表示，其分贝数为20lg|A od |。
通用型集成运算放大器A od 通常在105左右或用102V/mV 表示，即100dB 左右。
(2)共模抑制比K CMR共模放大倍数A oc 如图2.1所示，A oc =△u o /△u ic 。
共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数A oc 之比的绝对值，即K CMR =|A od /A oc |，常用分贝表示，其数值为20lg K CMR 。
K CMR 越大越好，K CMR 越大对温度影响的抑制能力就越大。
图1.1 集成运算放大器的符号及外观图2.1 共模放大倍数(3)差模输入电阻r idr id 是集成运算放大器两个输入端之间的差模输入电压变化量与由它所引起的差模输入电流之比。
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（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子器件，广泛应用于各个领域，包括电子通信、仪器仪表、控制系统等。
本文将介绍集成运算放大器的基本原理和应用实验报告。
一、集成运算放大器的基本原理集成运算放大器是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。
它由多个晶体管、电阻和电容器等器件组成，以实现放大、滤波、反相和非反相等功能。
集成运算放大器的输入阻抗高、输出阻抗低，具有较大的开环增益和较宽的频率响应范围。
集成运算放大器的基本原理是负反馈。
通过将输出信号与输入信号进行比较，并将差值放大反馈给输入端，从而实现对输入信号的放大和控制。
这种负反馈使得集成运算放大器具有稳定性、线性度高的特点。
二、集成运算放大器的应用实验报告为了深入了解集成运算放大器的应用，我们进行了一系列实验。
以下是其中几个实验的报告：实验一：非反相放大器我们首先搭建了一个非反相放大器电路。
该电路由一个集成运算放大器、两个电阻和一个输入信号源组成。
通过调节电阻的阻值，我们可以改变电路的放大倍数。
实验结果表明，当输入信号为正弦波时，输出信号也为正弦波，但幅值比输入信号大。
这验证了非反相放大器的放大功能。
实验二：反相放大器接下来，我们搭建了一个反相放大器电路。
该电路同样由一个集成运算放大器、两个电阻和一个输入信号源组成。
与非反相放大器不同的是，输入信号通过电阻接到集成运算放大器的反向输入端。
实验结果显示，输出信号与输入信号相比，幅值变大且相位相反。
这证明了反相放大器的放大和反相功能。
实验三：低通滤波器我们进一步设计了一个低通滤波器电路。
该电路由一个集成运算放大器、一个电容和一个电阻组成。
输入信号通过电容接到集成运算放大器的反向输入端，输出信号从集成运算放大器的输出端取出。
实验结果显示，该电路能够滤除高频信号，只保留低频信号。
这说明了低通滤波器的滤波功能。
实验四：积分器最后，我们设计了一个积分器电路。
运放应用大全
1•集成运算放大器的主要应用集成运算放大器的两个输入端分别为同相输入端U p和反相输入端U N，这里的“同相”和“反相”是集成运算放大器的输入电压与输出电压U o之间的相位关系，其符号及外观如图1.1所示。
从外部看，可以认为集成运算放大器是一个双端输入、单端输出、具有高差模集成运算放大器加上负反馈回路，使其具有各种各样的特性，实现各种各样的电路功能。
集成运算放大器的主要应用：DC放大器----DC〜低频信号的放大。
音频放大器----数十H z〜数十kH z的低频信号的放大器。
视频放大器----数十H z〜数十MH z的视频信号的放大器。
有源滤波器----低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
模拟运算----模拟信号的加法、减法、微分、积分等运算。
信号的发生和转换----正弦波振荡电路、矩形波发生电路、电压比较器、电压一电流转换电路等。
2•集成运算放大器的主要性能指标(1)开环差模增益A od在集成运算放大器无外加反馈时的差模放大倍数称为开环差模增益，记作A°d。
A od=^ u o/ △( U P-U N ),常用分贝(dB)表示，其分贝数为20lg|A°d|。
通用型集成运算放大器A od通常在105左右或用102V/mV表示，即100dB左右。
(2)共模抑制比K CMR共模放大倍数A oc如图2.1所示，A oc= △ u o/△ u ic。
共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数A oc之比的绝对值，即K cMR = |A od/A oc|，常用分贝表示，其数值为20lg K CMR。
K CMR越大越好，K CMR越大对温度影响的抑制能力就越大。
K CMR =|A od/A oc|。
K CMR越大越好，K CMR越大对温度影响的抑制能力就越大。
图2.1共模放大倍数持别晏示⑶差模输入电阻r idr id 是集成运算放大器两个输入端之间的差模输入电压变化量与由它所引起的差模输入 电流之比。
集成运算放大器及其应用
集成运算放⼤器及其应⽤第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。
集成运放的基本应用
集成运放的应用范围
信号放大
集成运放可以用于信号 的放大，实现信号的传
输和处理。
滤波器
集成运放可以用于构成 各种滤波器，如低通、 高通、带通、带阻滤波
器等。
电压比较器
模拟电路
集成运放可以用于构成 电压比较器，用于信号 的阈值检测和波形整形。
集成运放还可以用于模 拟电路中，如模拟运算 放大器、模拟乘法器等。
在模拟运算电路中的应用
01
02
03
加法器
集成运放可以构成加法器 电路，将多个输入信号按 比例相加，输出结果。
减法器
集成运放也可以构成减法 器电路，将两个输入信号 按比例相减，输出结果。
积分器
集成运放还可以构成积分 器电路，用于对输入信号 进行积分运算，输出结果。
在有源滤波器中的应用
低通滤波器
集成运放可以用于低通滤 波器，用于滤除高频噪声 或干扰，保留低频信号。
集成运放的功耗问题
总结词
集成运放的功耗问题主要表现在静态功耗和动态功耗上。
详细描述
静态功耗是指集成运放处于静止状态时的功耗，动态功耗则是指在工作状态下，随着输入 信号的变化而产生的功耗。
解决方案
可以采用低功耗的器件和电路设计，同时优化电源电压和时钟频率来降低功耗。此外，还 可以采用动态功耗管理技术，根据实际需求动态调整功耗。
05
集成运放的常见问题与解决 方案
集成运放的噪声问题
01
总结词
集成运放的噪声问题主要来源于内部元件的不完美性和外部环境的干扰。
02 03
详细描述
集成运放的制造过程中，由于工艺限制，内部元件难免存在不完美性， 这导致了噪声的产生。此外，外部环境的电磁干扰也可能对集成运放造 成噪声干扰。
集成运算放大器应用
UiOFF
t
U
R1U R R1 R2
R2U oMAX R1 R2
U iON
Uo
UiON
UiOFF
Ui
7. 方波发生器
方波发生器常用于脉冲和数 字系统作为信号源用，其电 路如图所示，也称张弛振荡 器。图中运算放大器以迟滞 比较方式工作，利用电容两 端电压Uc (等于U-)和U+相比 较，来决定输出是正还是负。 不难得到方波的周期:
频率(Hz) 100 500
1k
10k
Vp p
相位
四. 内容7 积分电路的测量：
开关K5•置于II位置，将方波发生器发生的方波加到 积分电路的输入端，记录并比较输入波形与输出波 形( )U。o
开关K5•置于II位置，积分电路的输入端加正弦信号，
其 为V4pVp，频率分别为100Hz•、500Hz、1KHz、
7.5V 6V 4.5V
6V 7.5V 4.5V
4.5V 7.5V 6V
四. 实验内容6
迟滞比较器的测量：调节RW1使正弦波发生器 输出Vp p>10V的正弦波，然后此正弦波加到输入 端，示波器Y1(X)路接正弦波发生器输出端，示 波器Y2(X)路接迟滞比较器输出端，将示波器调 至X-Y方式，观察迟滞比较器输出与输入关系。 测量迟滞比较器的上下门限电压，并与理论比
为正向最大值 UoMAX ，根据叠加原理，此时U REF
为 U
R1U R R1 R2
R2U oMAX R1 R2
U iOFF
当Ui 由负向正逐渐增大时，只要 Ui 小于U Uo 始终保持为正向最大值 UoMAX
迟滞比较器
但
第四章 集成运算放大器各种运用
的R1对应于当具用有R1内+R阻s代Rs替的，信为号了源不，使上电面压公增式益中 受Rs的太大影响，R1应该取大一些。但为了 保运证 放输 的入 内电 阻流，远对大于于通偏用置型电运流放，，RR11应 不宜远小超于过 数十千欧，反馈电阻RF越大则电压增益越大， 但要求反馈电流也应远大于偏置电流，所以 RF也不能取得过大，通常不宜超过兆欧。因 此，当Rs达到数千欧时，这个电路难以获得 高增益。另外，反相放大器是并联负反馈电
集成运放的基本组成
右图是运算放大器
的电路符号。它有两个 输入端和一个输出端。 反相输入端标“-”号， 同相输入端标“+”号。 输出电压与反相输入电 压相位相反，与同相输 入电压相位相同。此外 还有两个端分别接正、 负电源，有些集成运放 还有调零端和相位补偿 端。在电路中不画出。
二. 集成运算放大器的使用
由于集成运放具有性能稳定、可靠性高、寿命 长、体积小、重量轻、耗电量少等优点得到了广泛 应用。可完成放大、振荡、调制、解调及模拟信号 的各种运算和脉冲信号的产生等。
本章将介绍集成运放的基本知识、基本电路及 其主要应用。
主要内容
第一节 运算放大器的基本知识 第二节 运算放大器的基本电路 第三节 运算放大器的应用
因Ii=0，故i1≈if，因此 又因u+≈u-，因此
uo与ui之间的比例 关系也与运放本身
的参数无关，电路
精度和稳定度都很 高。KF为正表示uo 与ui同相，并且KF 总是大于或等于1， 这一点与反相放大 器不同。
当RF=0时KF=1，电路就变成电压 跟随器。
同相放大器实际上是一个电压串 联负反馈放大器，因此其输入阻抗高、 输出阻抗低，而且增益不受信号源内 阻的影响。该电路的不足是其共模抑 制比CMRR不太大。
集成运算放大器的应用- 模拟运算电路 实验报告 -
山西师范大学实验报告2020 年 7月 4日学院__物信学院__专业_电子信息工程_学号_1952030213__姓名_王豫琦_____ 课程名称模拟电子技术基础实验名称集成运算放大器的应用- 模拟运算电路指导教师郭爱心同组者室温气压 _______一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的基本运算电路的功能。
2、了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理1、反相比例运算电路图 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为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∥R F。
2、反相加法运算电路电路如图2 所示，输出电压与输入电压之间的关系为为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R3=R1∥R2∥R F。
3、减法运算电路对于图3 所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF 时，有如下关系式：三、实验设备与材料安装有multisim14.0的电脑三、实验步骤1、反相比例运算电路分析1）根据实验电路图，画出仿真电路图，如图2）输入幅值为1V 频率为1kHz 的正弦波信号，测量输入信号的有效值U i和输出信号的有效值U O，并用示波器观察输出信号和输入信号的相位关系。
将数据记入表1，画出或截图显示输入输出的相位关系。
表1U i/mV U O/V A V（实测值）A V1（理论值）反相比例运算电路注意：电压值都取有效值2）实验数据保留小数点后两位有效数字。
2、反相加法运算电路分析2、反相加法运算电路分析1）根据实验电路图，画出仿真电路图；2） 输入信号分别选 0~0.5V 之间的三组直流电压，测量输出电压信号并记入表 2。
表 23、（选做）减法运算电路分析1） 根据实验电路图，画出仿真电路图；2） 输入信号分别选 0~0.5V 之间的三组直流电压，测量输出电压信号并记入表 3。
表 3减法运算电路U i1/VU i2/VU 0/V （实测值） U 01/V （理论值）四、结果1、反相比例运算电路分析1）根据实验电路图，画出仿真电路图，如图3） 输入幅值为 1V 频率为 1kHz 的正弦波信号，测量输入信号的有效值 U i 和输出信号的有效值 U O ，并用示波器观察输出信号和输入信号的相位关系。
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返回＞＞第七章集成运算放大器的应用§1 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。
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=∞⑵输入电阻r id=∞；r ic=∞；⑶输入偏置电流I B1=I B2=0；⑷失调电压U IO、失调电流I IO以及它们的温漂、IO IOdU dIdT dT均为零；⑸共模抑制比CMRR=∞；⑹输出电阻r od=0；⑺-3dB带宽f h=∞；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成正比时的输入电压U i 的取值范围。
min i U ～max i U 。
U o 与U i 成正比，可表示为U o =A u U i所以u o i A U U min min=，u o i A U U max max =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。
当集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大器件，它的输入信号和输出信号之间满足如下关系：U o ＝A od (U ＋－U －)＝A od U ＋－ 2．开环与闭环的线性范围由于集成电路的开环放大倍数极大，而输出电压为有限值，故其输入信号的变化范围很小，前面我们已知，F007的开环输入信号范围为±0.1mV 。
这样小的线性范围无法进行线性放大等任务。
所以我们说开环的线性范围太小。
为了能够利用集成运放对实际输入信号(它比运放的线性范围大的多)进行放大，必须外加负反馈。
这是运放线性应用电路的共同特点。
3．输入端的“虚短路”对于理想运放：A od =∞，U o 是有限值0≈=∞==-+无穷小量ood o U A U U-+≈U U这种特性称为理想运放输入端的“虚短路”虚短路—两点之间的电位差趋近于0，但不等于0，仍然有信号电压。
短路—两点之间的电压等于0，输入端无信号电压。
4．输入端的“虚开路”由于理想运运算放大器的输入电阻r id =∞，而加到运放输入端的电压U ＋－是有限值，所以有：≈===-+-+无穷小量idr UI I同理在共模电压U ic 的作用下≈===-+无穷小量icic r UI I说明理想运放的输入电流趋于0，该特性称为理想运放输入端的“虚开路”特性。
若某一支路中的电流是无穷小量，则该支路就被称为是“虚开路”。
四、集成运放的非线性工作区运放的非线性工作区是指其U o 与U ＋－不成比例时的取值范围。
即在非线性工作区U o ≠A ud U ＋－理想运放的Aud=∞，所以只要其输入端存在微小的信号电压，其输出电压就立即达到最高电平U OH 或最低电平U OL ，进入饱和状态。
如上图所示，由该曲线可看出：当U ＋>U －时，U o =U OH 正向饱和 当U ＋<U －时，U o =U OL 负向饱和 当U ＋=U －时，U OL < U o <U OH 状态不定。
只有U ＋=U －时，才能发生状态转变。
由于理想运放的r id =r ic =∞，所以有 I ＋=I －=0若运放外部引入负反馈，则运放工作在线性区。
若运放开环工作或引入正反馈，则运放工作在非线性区。
§2 运算电路运算电路就是对输入信号进行比较、加、减、乘、除、积分、微分、对数、反对数等运算。
此时集成运放工作在线性区。
一、比例运算电路1．反相比例运算电路反相比例运算电路又叫反相放大器，电路如图所示。
R 1相当于信号源的内阻，R f是反馈电阻，它引入并联电压负反馈，由于运放的A od 非常大，所以R f 引入的是强负反馈，运放工作在线性区。
因为I ＋≈0，所以U ＋＝I ＋R '≈0又因为U ＋－≈0，所以U －＝U ＋－＋U ＋≈0111R U R U U I i i ≈-=-iiff f f o U R R R I R I U -=-=-=1上式表明，U o 与U i 是比例关系，其比例系数为R f /R 1，负号表示U o 与U i 相位相反。
作为一个放大器，其闭环增益、输入电阻、输出电阻分别为1R R U U A f i ouf -== 1R I U r i i if == r o =0说明：①由于U ＋＝U －≈0，所以该电路的共模输入分量很微小，因此对运放的共模抑制比要求不高，这是其突出的优点。
②平衡电阻R '从集成运放的两个输入端向外看的等效电阻相等，我们称为平衡条件。
所以在同相端要接入R '。
上述结论对于双极性管子制成的集成运放均适用，当输入电阻很高时，对此要求不严格。
对此例 R '=R 1//R f③虚地若某一点的电位是无穷小量，则该点就称为“虚地”点。
真正的地的电位为0。
④反相器。
当R 1=R f 时，U o =－U i ，该电路称为反相器。
2．同相比例运算电路同相比例运算电路又叫同相放大器，电路如图所示。
R 1与R f 引入深度串联电压负反馈电阻，所以运放工作在线性区域。
R '=R 1//R f 为平衡电阻。
I +=0U ＋＝U i －I ＋R '=U i U ＋－＝0U －＝U ＋－＋U ＋=U i111R U R UI i==+ I －＝01R U I I ii f == if i f f f o U R R U R R R R I R I U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=+=+=111111 电压增益：11R R U U A f i ouf +== 输入电阻：∞==+I U r ii输出电阻：r o =0 说明：①由于该电路的U ＋≈U －≈U i ，这表明输入电压几乎全部以共模的形式施加到运放的输入端，因此该电路要求运放的共模抑制比要高，这一缺点是所有同相输入组态的理想运放线性应用电路所共有的，它限制了这类电路的适用场合。
②电压跟随器当R 1=∞，R f =0，则U o =U i ，此时构成电压跟随器 R f 具有限流作用，R '=R f ，以满足平衡条件。
3．差动比例运算电路差动比例运算电路又叫差动放大器，电路如下图所示。
R f 引入强电压负反馈，相对于U i1而言，是并联电压负反馈，相对于U i2而言，是串联电压负反馈。
R 1与R 2分别是两个信号源的等效内阻，R p 是补偿电阻。
由于运放工作在线性区，所以可以利用叠加原理求得21o o o U U U +=式中1o U 是1i U 工作，而2i U =0时的输出电压；2o U 是2i U 工作，而1i U =0时的输出电压。
111i f o U R R U -=)(112f o R R R U U +=-因为22i pp U R R R U U +==+-所以22211i pp fo U R R R R R R U ++=所以12211211i f i pp f o o o U R R U R R R R R R U U U -++=+=若满足平衡条件R 1//R f =R 2//R p ，则121212122112i f i f i f i pp ff f o U R R U R R U R R U R R R R R R R R R R U -=-++=若满足对称条件R 1=R 2，R f =R p ，则)(121i i f o U U R R U -=或)(211i i fo U U R R U --=当满足对称条件时，其差模电压增益A ud 为121R R U U U A f i i oud -=-=差模输入电阻为2121R R I U U r ii i id +=-=输出电阻 r o =0二、求和电路1．反相求和电路反相求和电路如下图所示，R f 引和深度并联电压负反馈，R 1、R 2、R 3分别是各个信号源的等效内阻，R '是平衡电阻，R '=R 1//R 2//R 3//R f 。
因为R f 引入负反馈，所以运放工作在线性区，0I I -+=≈，'0U U I R -++==≈，故312123123i i i f U U U I I I I R R R =++=++由图可得o f f U I R =-将I f 代入得：123123()f f fo i i i R R R U U U U R R R =-++)2(321i i i o U U U U ++-=R f =100k ΩR f /R 1=2 R 1=50k Ω，R f /R 2=1 R 2=100k Ω，R f /R 3=5 R 3=20k Ω R '=50//100//100//100//20≈11.1k Ω1111R I U r i i ==2222R I U r i i ==3333R I U r i i ==r o =02．同相求和电路如图所示，R f 与R 1引入了串联电压负反馈，所以运放工作在线性区。
因为I －＝0，U ＋＝U － 所以11111111()()f o f f f f R R U U I R I R I R R R R U R R -++=+=+=+=因为I +=0，所以 I a ＋I b ＋I c =03120i i i a b cU U U U U U R R R +++---++=312111()i i i a b c a b c U U U U R R R R R R +++=++312'()i i i a b c U U U U R R R R +=++式中'////a b c R R R R =，所以3121'1()i i i fo a b c U U U R R U R R R R R +=++若满足平衡条件'''1//////a b c f R R R R R R R === 123ff f o i i i abcR R R U U U U R R R =++cb a a i i R R R I U r //11+== ca b b i i R R R I U r //22+==ba c ci i R R R I U r //33+==r o =03．代数求和电路代数求和电路如图所示，Rf 引入电压负反馈，所以运放工作在线性区，该电路是由反相求和和同相求和电路合并而成。