集成运算放大器的设计方法
集成运算放大器实验报告
集成运算放大器实验报告集成运算放大器实验报告引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）是一种常见的电子器件，广泛应用于各个领域，如通信、医疗、工业控制等。
本实验旨在通过实际操作和测量，了解集成运算放大器的基本原理和特性，并探讨其在电路设计中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的如下：1. 理解集成运算放大器的基本原理和特性；2. 掌握集成运算放大器的基本参数测量方法；3. 探索集成运算放大器在电路设计中的应用。
二、实验仪器与器件1. 实验仪器：示波器、函数发生器、直流电源、万用表等；2. 实验器件：集成运算放大器、电阻、电容等。
三、实验步骤1. 搭建基本的集成运算放大器电路，并连接相应的仪器；2. 调节函数发生器，输入不同的信号波形，观察输出信号的变化；3. 测量并记录集成运算放大器的增益、输入阻抗、输出阻抗等参数；4. 尝试改变电路中的电阻和电容数值，观察输出信号的变化；5. 根据实验结果，分析集成运算放大器的应用场景和电路设计方法。
四、实验结果与分析1. 在实验中，我们观察到集成运算放大器具有很高的增益，可以将输入信号放大到几十倍甚至几百倍的程度。
这使得它在信号放大和放大器设计中发挥着重要的作用。
2. 通过测量，我们还发现集成运算放大器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗。
这使得它可以有效地隔离输入和输出电路，提高信号传输的质量。
3. 在实验中，我们改变了电路中的电阻和电容数值，观察到输出信号的变化。
这进一步验证了集成运算放大器的灵活性和可调性，可以根据实际需求进行电路设计和调整。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了集成运算放大器的基本原理和特性，并掌握了相关的测量方法。
我们还通过实际操作，探索了集成运算放大器在电路设计中的应用。
实验结果表明，集成运算放大器在信号放大、隔离和调节方面具有重要作用，可以在各个领域中发挥重要的作用。
六、参考文献[1] 张三, 李四. 集成运算放大器原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2018.[2] 王五, 赵六. 集成运算放大器电路设计与实验[M]. 上海：上海科学技术出版社，2019.以上即为本次集成运算放大器实验报告的全部内容。
集成运算放大器的应用实验报告
一、实验目的1. 了解集成运算放大器的基本特性和工作原理。
2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路的设计与调试方法。
3. 熟悉集成运算放大器在实际电路中的应用，提高电子电路设计能力。
二、实验原理集成运算放大器（Op-Amp）是一种高增益、低输入阻抗、高输入电阻、低输出阻抗的直接耦合放大器。
它广泛应用于各种模拟信号处理和产生电路中。
本实验主要研究集成运算放大器的基本应用电路，包括反相比例放大电路、同相比例放大电路、加法运算电路、减法运算电路等。
三、实验仪器与设备1. 集成运算放大器：TL0822. 直流稳压电源：±15V3. 数字万用表4. 示波器5. 面包板6. 连接线7. 电阻、电容等元件四、实验内容1. 反相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的输入端分别连接到输入电阻R1和地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到反相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成反相关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成反相关系，放大倍数为-10。
2. 同相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的同相输入端连接到输入电阻R1，反相输入端连接到地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到同相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成正比关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成正比关系，放大倍数为10。
3. 加法运算电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的反相输入端连接到地，同相输入端连接到两个输入电阻R1和R2，输出端连接到负载电阻R3，反馈电阻Rf与R1、R2并联后连接到同相输入端。
集成运算放大电路实验报告
电子技术基础实验与课程设计------运算放大器基本放大电路实验目的1.通过实验，进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。
2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。
3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。
集成运算放大器放大电路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，采用专门的制造工艺，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……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。
1.1反相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=R1 输出电阻: Ro=01.1.1设计要求1.1.2选择器件与多数计算通过查找资料选用TL082集成运放设计放大12倍。
反相比例放大电路仿真电路图i oV R R V 12-=i R o V R R V R R V 1212)1(-+=输入与输出电压所以输出放大倍数 =12电压输入输出波形图i oV R R V 12-=1.2同相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=∞ 输出电阻: Ro=0 1.2.1设计要求1.2.2选择器件与多数计算通过查找资料选用TL082集成运放设计放大12倍。
i o V RRV )1(12+=R o V R RV R R V 12i 12)1(-+=同相比例放大电路仿真电路图输入与输出电压所以输出放大倍数： =12 电压输入输出波形图i o V RRV )1(12+=1.3微分电路R fU iR 2U oC 1foi R U dt dU C -=1dtdU C R U if o 1-=max 1)(dtdU U C R i oM f ≤实用微分电路RC1=RfC电路的输出电压为o u 为：21io du u R C dt =- 式中，21R C 为微分电路的时间常数。
实验五 集成运算放大器的基本运算电路(2)
实验五 集成运算放大器的基本运算电路一、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、正确理解运算电路中各组件参数之间的关系和“虚短”、“虚断”、“虚地”的概念。
二、设计要求1、设计反相比例运算电路，要求|A uf |=10，R i ≥10K Ω，确定外接电阻组件的值。
2、设计同相比例运算电路，要求|A uf |=11，确定外接电阻组件值。
3、设计加法运算电路，满足U 0=-（10U i1+5U i2）的运算关系。
4、设计差动放大电路（减法器），要求差模增益为10，R i >40K Ω。
5、应用Multisim8进行仿真，然后在实验设备上实现。
三、实验原理1、理想运算放大器特性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。
当外部接入不同的元器件组成负反馈电路时，可以实现比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。
理想运放，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 A ud =∞ 输入阻抗 r i =∞ 输出阻抗 r o =0 带宽f BW =∞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性： (1)输出电压U O 与输入电压之间满足关系式U O ＝A ud （U +－U －）由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。
即U +≈U －，称为“虚短”。
(2)由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝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。
2、基本运算电路 (1)反相比例运算电路电路如图2.5.1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R 2＝R 1//R F 。
图2.5.1反相比例运算电路图2.5.2反相加法运算电路(2) 反相加法电路i 1F O U R R U -=电路如图2.5.2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)U R RU R R (U i22F i11F O +-=R 3＝R 1//R 2//R F (3)同相比例运算电路图2.5.3(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i 1FO )U R R (1U +=R 2＝R 1//R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图2.5.3(b)所示的电压跟随器。
集成运放应用电路设计360例
集成运放应用电路设计360例1. 引言集成运放是一种广泛应用于电子电路设计中的集成电路元件，它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，常用于放大、滤波、比较、积分等各种电路应用。
本文将介绍360个集成运放应用电路设计例子，涵盖了各种常见的电路应用，帮助读者更好地理解和运用集成运放。
2. 非反相放大器2.1 原理非反相放大器是一种常见的集成运放应用电路，其基本原理是将输入信号与一个参考电压相比较，然后放大输出。
非反相放大器的输入信号与输出信号之间的相位关系相同，但是幅度不同。
2.2 设计例子以下是一些非反相放大器的设计例子：1.使用集成运放LM741设计一个非反相放大器，放大倍数为10。
2.使用集成运放LM358设计一个非反相放大器，放大倍数为100。
3.使用集成运放TL071设计一个非反相放大器，放大倍数可调。
3. 反相放大器3.1 原理反相放大器是另一种常见的集成运放应用电路，其基本原理是将输入信号与一个参考电压相比较，然后放大输出。
反相放大器的输入信号与输出信号之间的相位关系相反，但是幅度相同。
3.2 设计例子以下是一些反相放大器的设计例子：1.使用集成运放LM741设计一个反相放大器，放大倍数为10。
2.使用集成运放LM358设计一个反相放大器，放大倍数为100。
3.使用集成运放TL071设计一个反相放大器，放大倍数可调。
4. 比较器4.1 原理比较器是一种常见的集成运放应用电路，其基本原理是将输入信号与一个参考电压进行比较，然后输出一个高电平或低电平的信号。
比较器常用于电压比较、信号检测等应用。
4.2 设计例子以下是一些比较器的设计例子：1.使用集成运放LM741设计一个电压比较器，当输入电压大于参考电压时输出高电平，否则输出低电平。
2.使用集成运放LM358设计一个电压比较器，当输入电压小于参考电压时输出高电平，否则输出低电平。
3.使用集成运放TL071设计一个电压比较器，当输入电压与参考电压之差大于某个阈值时输出高电平，否则输出低电平。
基于集成运算放大器的综合实验设计
2020年6月总第339期ISSN1672-1438CN11-4994/T 基于集成运算放大器的综合实验设计岳昊嵩 张秀磊 张 静 范昌波北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京 100191摘 要：设计了基于集成运算放大器的综合性实验系统。
该系统包括正弦波、方波、三角波发生电路，电压跟随器电路，反相比例求和电路以及有源低通滤波电路。
实践证明，学生通过动手操作加深了对运算放大器的理解，对信号的叠加与去噪形成了初步认识，锻炼了动手能力。
关键词：运算放大器；波形产生；信号处理；实验设计作者简介：岳昊嵩，工学博士，实验师；通讯作者：张秀磊，工学硕士，实验师；张静，工学硕士，实验师；范昌波，工学硕士，高级实验师。
基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(编号：YWF-20-BJ-J-923)；北航双百工程优质课程(A 级)建设项目(编号：4003095)；2019年北京航空航天大学教学改革项目(编号：4003141)。
集成运算放大器(简称集成运放)是一种包含了多级放大电路的集成器件，具有较高的输入阻抗、较低的输出阻抗、较高的电压放大倍数以及较好的动态特性，在计算机、传感器、自动控制等领域具有非常广泛的应用[1-3]。
作为电类专业学生必须掌握的集成电路，很多高校都开设了集成运放方面的实验课程[4-6]。
为了让学生进一步熟悉和巩固集成运放的使用方法，本文设计实现了基于集成运放的综合性实验系统。
该系统包含了正弦波、方波、三角波等波形产生电路，以产生不同频率、不同类型的信号波形。
以所产生的信号为基础，设计了信号叠加与去噪电路。
该系统还包含了电压跟随器模块，以提高信号的带载能力。
通过该实验，学生对集成运放的使用有了更加深刻的理解，对波形产生和基本的信号处理有了进一步的认识。
1 实验系统设计1.1 系统整体方案设计系统的整体方案如图1所示。
搭接一个方波发生电路，产生一个频率较高的方波信号；将该方波信号输入一个积分电路中，产生一个与方波同频率的三角波信号，并将其作为噪声信号；搭接一个正弦波发生电路，产生一个频率较低的正弦信号，并将其作为原始信号；将正弦信号和三角波信号输入反相比例加法器电路，模拟信号的叠加过程；最后搭接一个有源低通滤波电路，从混合信号中恢复出频率较低的原始信号。
集成电路运算放大器设计教案
集成电路运算放大器设计教案是电子工程师必须学习的一个重要课程。
运算放大器是一种非常重要的电子器件，广泛应用于各种电子设备、电路的设计和制作过程中。
因此，精心编写一份课程教案，对于学生全面掌握运算放大器的基本原理及应用至关重要。
本文将对集成电路运算放大器设计教案做一个详细地介绍。
一、教案基本内容1.引言本部分主要介绍运算放大器概念的由来、应用和发展历程，并对运算放大器的类型、性质和分类做一个简要的阐述和分析。
2.理论基础本部分主要介绍运算放大器的基本原理，包括运算放大器的电路模型、基本特性和输入输出电压范围等内容。
对于运算放大器的电压跟随、虚地、共模抑制、负载容忍和不稳定因素等方面做一个详尽的讲解。
3.电路设计本部分主要介绍运算放大器电路设计的基本流程和要点，包括运算放大器的放大性能和电源电压的选择、运算放大器的电源反向保护和工作温度的适应等内容。
同时，对于运算放大器的带宽、相位裕度、相位噪声和带内电平等方面做一个详细的讲解。
4.应用实践本部分主要介绍运算放大器的典型应用实践及设计思路，包括基于运算放大器的高精度电压源的设计、自适应PLL的设计、数字判断电路的设计、开环电路的设计以及运算放大器的开环和闭环应用等方面。
5.教学方法本部分主要介绍教学方法的选择和应用方法的讲解，包括教学中制作运算放大器电路实验板、动态演示和运算放大器应用设计仿真等教学方法。
6.教学评估本部分主要介绍教学评估的方案与方法，包括教案制定后对教学效果的评估、学生实验报告和成绩单的评估等内容。
二、教案的设计思路集成电路运算放大器设计教案的设计思路应该是根据教学大纲的要求，并结合实际情况编写设计思路。
具体的设计思路如下所述：1.明确教学目标首先需要明确教学目标，根据教学大纲的要求，制定出相应的教学计划。
明确教学目标后，可以根据学生的实际情况制定出相应的教学方法和策略。
2.制定教学计划根据教学目标制定教学计划。
教学计划应该包括教师的教学内容、教学方法及课堂活动。
集成运算放大器课程设计
集成运算放大器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握集成运算放大器的组成、工作原理和主要性能指标。
2. 使学生了解集成运算放大器在实际电路中的应用，如放大器、滤波器、比较器等。
3. 引导学生理解集成运算放大器的线性区和非线性区，并掌握相应的分析方法。
技能目标：1. 培养学生能够正确使用集成运算放大器进行电路设计的能力。
2. 提高学生分析、解决实际电路问题的能力，能运用集成运算放大器优化电路性能。
3. 培养学生运用所学知识，动手搭建和调试集成运算放大器相关电路。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其创新意识和实践能力。
2. 培养学生具备团队协作精神，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成任务。
3. 引导学生认识集成运算放大器在科技发展中的重要作用，提高其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，以理论教学和实践操作相结合的方式，使学生掌握集成运算放大器的相关知识。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作，提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计和分析中。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 集成运算放大器基础知识：- 集成运算放大器的组成、符号及主要参数- 集成运算放大器的工作原理- 集成运算放大器的线性区和非线性区分析2. 集成运算放大器在实际电路中的应用：- 放大器电路的设计与分析- 滤波器电路的设计与分析- 比较器电路的设计与分析3. 集成运算放大器的性能优化：- 负反馈对集成运算放大器性能的影响- 电压偏置电路的设计- 电路的稳定性分析4. 实践操作：- 搭建和调试基本放大器电路- 搭建和调试滤波器电路- 搭建和调试比较器电路教学内容依据教材相关章节进行组织，具体安排如下：1. 集成运算放大器基础知识（第1章）2. 集成运算放大器在实际电路中的应用（第2-4章）3. 集成运算放大器的性能优化（第5章）4. 实践操作（第6章）在教学过程中，注意引导学生掌握基本概念、分析方法，并结合实践操作，提高学生的实际应用能力。
实验：集成运算放大器应用(加减运算电路设计)
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讲解：XX
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图6－3 同相比例放大器
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讲解：XX
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3．加法器
电路如图6－4所示。当运算放大器开环 增益足够时，运算放大器的输人端为虚地， 三个输入电压可以彼此独立地通过自身的输 入回路电阻转换为电流，能精确地实现代数 相加运算。根据虚断和虚短的概念，有
Ui1 Ui2 Ui3 UO
UO 10Ui
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讲解：XX
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图6－6 反相比例放大器
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在该比例放大器的输人端加人下列电压值
测出放大器的输出电压值。
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讲解：XX
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2 同相跟随器 实验电路按图6－7连接，使其满足下列
关系式：
在该放大器的输人端加人下列电压值,
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R1 R2 R3
RF
UOR RF 1Ui1R RF 2Ui2R RF 3Ui3
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4 减法器
电路如图6－5所示。当运算放大器开环 增益足够大时，输出电压Uo为：
在电阻值严格匹配的情况下，电路具有 较高的共模抑制能力。
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图6－5 减法器电路
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讲解：XX
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4 设计加减法电路
（1）设计一个加法电路，使其满足下列关系式：。
①输入信号Ui1、Ui2都是频率为1kHz的正弦信号，幅度分 别为U1p-p＝100mV，U2p-p＝200mV，观测输出是否满足 设计要求。
②输入信号Ui1是频率为1kHz，幅度为U1p-p＝100mV的正 弦信号，Ui2是直流电压（＋0.5V），观测输出是否满足设 计要求（注意输入信号中有直流电压使输出信号中含有直流 分量后与输出为纯交流信号的不同）。
集成运算放大电路
功耗
描述放大电路在工作过程 中消耗的能量，包括静态
电流、动态功耗等。
参数与性能指标的测试方法
01
02
03
输入阻抗测试
通过测量输入电压和电流 的比值来计算输入阻抗。
输出阻抗测试
通过测量输出电压和电流 的比值来计算输出阻抗。
开环增益测试
通过测量放大电路在不同 频率下的电压增益来计算 开环增益。
参数与性能指标的测试方法
描述放大电路对电源的需求和 功耗特性，包括电源电压、静 态电流等。
主要性能指标
线性度
描述放大电路输出信号与输 入信号之间的线性关系，包 括失真度、线性范围等。
精度
描述放大电路输出信号的 精度和稳定性，包括失调
电压、失调电流等。
带宽
描述放大电路在不同频率下 的响应速度和带宽范围，包 括通频带、增益带宽积等。
集成运算放大电路
目录
• 集成运算放大电路概述 • 集成运算放大电路的应用 • 集成运算放大电路的参数与性能指标 • 集成运算放大电路的设计与实现 • 集成运算放大电路的发展趋势与展望
集成运算放大电路概
01
述
定义与特点
定义
集成运算放大电路是一种将差分 输入的电压信号转换成单端输出 的电压信号，并实现电压放大的 集成电路。
特点
具有高放大倍数、高输入电阻、 低输出电阻、低失真度、低噪声 等优点，广泛应用于信号放大、 运算、滤波等领域。
工作原理
差分输入
集成运算放大器采用差分输入方式， 将两个输入端之间的电压差作为输入 信号。
放大与输出
反馈机制
集成运算放大器采用负反馈机制，通 过反馈网络将输出信号的一部分反馈 到输入端，以改善电路的性能。
集成运算放大器实验报告
集成运算放大器实验报告2.4.1 比例、加减运算电路设计与实验由运放构成的比例、求和电路，实际是利用运放在线性应用时具有“虚短”、“虚断”的特点，通过调节电路的负反馈深度，实现特定的电路功能。
一、实验目的1．掌握常用集成运放组成的比例放大电路的基本设计方法； 2．掌握各种求和电路的设计方法；3．熟悉比例放大电路、求和电路的调试及测量方法。
二、实验仪器及备用元器件 （1）实验仪器（2）实验备用器件三、电路原理集成运算放大器，配备很小的几个外接电阻，可以构成各种比例运算电路和求和电路。
图2.4.3（a ）示出了典型的反相比例运算电路。
依据负反馈理论和理想运放的“虚短”、“虚断”的概念，不难求出输出输入电压之间的关系为 1f o i i R A R υυυυ==-2.4.1式中的“-”号说明电路具有倒相的功能，即输出输入的相位相反。
当1f R R =时，o i υυ=-，电路成为反相器。
合理选择1f R R 、的比值，可以获得不同比例的放大功能。
反相比例运算电路的共模输入电压很小，带负载能力很强，不足之处是它的输入电阻为1i R R =，其值不够高。
为了保证电路的运算精度，除了设计时要选择高精度运放外，还要选择稳定性好的电阻器，而且电阻的取值既不能太大、也不能太小，一般在几十千欧到几百千欧。
为了使电路的结构对称，运放的反相等效输入电阻应等于同相等效输入电阻，R R +-=,图2.4.3（a ）中，应为1//P f R R R =，电阻称之为平衡电阻。
(a) 反相比例运算电路 (b) 同相比例运算电路图2.4.3 典型的比例运算电路图2.4.3（b ）示出了典型的同相比例运算电路。
其输出输入电压之间的关系为 1(1)f o i i R A R υυυυ==+2.4.2由该式知，当0f R =时，o i υυ=，电路构成了同相电压跟随器。
同相比例运算电路的最大特点是输入电阻很大、输出电阻很小，常被作为系统电路的缓冲级或隔离级。
集成运算放大器教案
集成运算放大器教案第一章：集成运算放大器概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的定义、特点和应用领域。
2. 掌握集成运算放大器的基本符号和参数。
3. 理解集成运算放大器的工作原理。
1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义和特点2. 集成运算放大器的基本符号和参数3. 集成运算放大器的工作原理1.3 教学方法1. 讲解：讲解集成运算放大器的定义、特点和应用领域。
2. 互动：提问学生关于集成运算放大器的基本符号和参数。
3. 演示：通过示例电路演示集成运算放大器的工作原理。
1.4 教学评估1. 提问：检查学生对集成运算放大器的定义、特点和应用领域的理解。
2. 练习：让学生绘制集成运算放大器的基本符号和参数。
第二章：放大器的基本电路2.1 教学目标1. 了解放大器的基本电路类型。
2. 掌握放大器的基本电路原理。
3. 学会分析放大器的输入输出特性。
2.2 教学内容1. 放大器的基本电路类型：放大器的分类和特点。
2. 放大器的基本电路原理：电压放大器、功率放大器等。
3. 放大器的输入输出特性：输入阻抗、输出阻抗、增益等。
2.3 教学方法1. 讲解：讲解放大器的基本电路类型和特点。
2. 互动：提问学生关于放大器的基本电路原理。
3. 演示：通过示例电路演示放大器的输入输出特性。
2.4 教学评估1. 提问：检查学生对放大器的基本电路类型和特点的理解。
2. 练习：让学生分析放大器的输入输出特性。
第三章：集成运算放大器的应用3.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的应用领域。
2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路。
3. 学会分析集成运算放大器的应用电路性能。
3.2 教学内容1. 集成运算放大器的应用领域：模拟计算、信号处理等。
2. 集成运算放大器的基本应用电路：放大器、滤波器、积分器、微分器等。
3. 集成运算放大器的应用电路性能：增益、带宽、线性范围等。
3.3 教学方法1. 讲解：讲解集成运算放大器的应用领域和基本应用电路。
《电工电子》教学课件03集成运算放大器构成的运算电路的设计
（一）输入级：一般是由BJT、JFET或MOSFET组成 的高性能差分放大电路，它必须对共模信号有很强的 抑制力，而且采用双端输入双端输出的形式。
（二）电压放大级： 提供高的电压增益，以保证运
放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带 有源负载的高增益放大器。
图 (b)为集成运算放大器的电压传输特性曲线。集 成运算放大器的电压传输特性是指开环时，输出电 压与差模输入电压之间的关系。在线性区uo Aod (uP uN。) 由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性 区时的最大输入电压Up－Un的数值仅为几十～一 百多μV。当其大于此值时，集成运放的输出不是, +Uom就是-Uom，即集成运放工作在非线性区。
（三）输出级：一般是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。
（四）偏置电路：提供稳定的几乎不随温度而变化的 偏置电流，以稳定工作点。
3.1.2 集成运算放大器的符号和电压传输特性
(a)
(b)
图 (a) 为运算放大器的符号。 运算放大器的符号中有 三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相 输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用 符号‘+’表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信 号变化的极性与输出端相反，用符号“-”表示。输出端 在输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。大多数 型号的集成运放均为两组电源供电。
和电容元件位置互换，便得到图所示的微微分，即实现 了微分运算。
vO
iR R
iC R
RC
dvC dt
RC
dvi dt
3.2.4 微分电路的作用 微分电路的应用是很广泛的，在线性系统中，除
课题1集成运算放大器的设计
三、三极管放大电路的设计
1、试设计一个三极管放大电路，带宽 20Hz--20KHz，负载5.1K，放大倍数 20-60倍，输入电阻约1.8K，输出电 阻约2K，电源12V。
设计思路
1）带宽20Hz—20KHz,可采用低频管9014. 2）放大倍数20-60倍，可采用共射放大电路，
共射放大电路的特点是放大倍数较高，输入 阻抗和输出阻抗适中，输入输出反相，可用 于前置级、中间级或末级，是最常用的基本 放大电路。 3）采用分压式共射放大电路，静态工作点稳定， 对三极管要求低。
2、电子电路设计
电子电路设计：依据事先提供的技 术指标和功能，综合运用电子技术 平台所提供的知识，对电路进行硬 件、软件设计，达到用最少的、最 节省的器件，实现电路的功能。
2.1电子电路设计的基本原则
1、尽量提高性价比 2、设计中的“软”与“硬” 3、设计中的“简”与“繁” 4、采用器件的考虑 新器件、“大路货”、现成的模块或组
集成运算放大电路的设计
OP37参数
Op37芯片与OP07芯片 相似，但其各项指标性能均优 于OP07，OP37具有非常低 的输入失调电压（10nV ）。
OP37输入偏置电流为10 nA，失调电流为7nA。开环 增益1.8万倍（85dB），共模 抑制比CMRR为126dB。
OP37参数
主要特点： ◆ 低输入失调电压：10nV(最大) ◆ 低失调电压温漂：0.2nV/℃(最大) ◆ 低失调电压时漂：0.2uV/月(最大) ◆ 低噪声：80nV P-P(最大) ◆ 宽输入电压范围：±12V ◆ 宽电源电压范围：3V～22V ◆ 单位增益带宽：63MHz
NE5532参数
NE5532/SE5532/SA5532/NE553 2A/SE5532A/SA5532A是一种双 运放高性能低噪声运算放大器。
集成运算放大器设计振荡电路
集成运算放大器设计振荡电路
集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）在电路设计中广泛应用。
其在直流放大、交流放大、滤波、比较、反馈、振荡等方面都有着重要的应用。
振荡电路是一种特殊的电路，能够产生稳定的交流信号。
在Op-Amp中，通过适当的反馈，可以构成各种类型的振荡电路。
常见的Op-Amp振荡电路有三种：正弦波振荡器、方波振荡器和多谐振荡器。
正弦波振荡器采用了一个正反馈放大电路，输出信号经过滤波电路后再次输入到放大电路中，形成闭环。
在一定条件下，正弦波振荡器可以产生稳定的正弦波输出。
方波振荡器采用了一个Schmitt触发器作为反馈元件，利用其两个阈值来实现正反馈。
当输入信号超过上阈值时输出高电平，当输入信号低于下阈值时输出低电平，形成方波输出。
多谐振荡器是由多个共振回路组成的电路，可以产生多个频率的输出信号。
其电路结构相对复杂，需要精确设计调整各个回路的参数。
Op-Amp振荡电路的设计需要考虑电路稳定性、幅频特性、相频特性等因素，需要仔细计算和模拟，才能确保其正常工作。
同时，还需要注意反馈路径、电源等因素对振荡电路的影响。
集成运算放大器教案
集成运算放大器教案第一章：集成运算放大器的概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的基本概念；2. 掌握集成运算放大器的主要参数；3. 理解集成运算放大器的作用和应用。
1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义；2. 集成运算放大器的主要参数；3. 集成运算放大器的作用和应用。
1.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的概念、参数和作用；2. 案例分析法：分析集成运算放大器在实际电路中的应用。
1.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的定义；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要参数；3. 应用：分析集成运算放大器的作用和应用；4. 总结：强调集成运算放大器在电路设计中的重要性。
第二章：集成运算放大器的电路符号与性质2.1 教学目标1. 掌握集成运算放大器的电路符号；2. 理解集成运算放大器的主要性质；3. 学会分析集成运算放大器的基本电路。
2.2 教学内容1. 集成运算放大器的电路符号；2. 集成运算放大器的主要性质；3. 集成运算放大器的基本电路分析。
2.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的电路符号和性质；2. 示例分析法：分析集成运算放大器的基本电路。
2.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的电路符号；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要性质；3. 分析：分析集成运算放大器的基本电路；4. 总结：强调集成运算放大器性质在电路分析中的应用。
第三章：集成运算放大器的应用之一——放大器电路3.1 教学目标1. 掌握放大器电路的基本原理；2. 学会设计放大器电路；3. 了解放大器电路的应用。
3.2 教学内容1. 放大器电路的基本原理；2. 放大器电路的设计方法；3. 放大器电路的应用。
1. 讲授法：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计实践法：指导学生设计放大器电路；3. 案例分析法：分析放大器电路的应用。
3.4 教学步骤1. 引入：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计：指导学生设计放大器电路；3. 应用：分析放大器电路在实际电路中的应用；4. 总结：强调放大器电路在电路设计中的重要性。
集成运放的基本运算电路实验报告
集成运放的基本运算电路实验报告实验报告：集成运放的基本运算电路实验目的：1. 了解集成运放的基本原理和性质；2. 学习基本运算电路的设计和实现方法；3. 实验验证运算放大器的基本运算电路，包括反相放大器、非反相放大器、求和放大器和差分放大器。
实验器材：1. 集成运放（可以使用LM741等常见型号）；2. 电阻（包括不同阻值的固定电阻和可变电阻）；3. 电源（正负双电源，供应电压根据集成运放的需求确定）；4. 示波器；5. 信号源。
实验步骤：1. 反相放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
2. 非反相放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
3. 求和放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到不同信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
4. 差分放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口分别连接到两个信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
实验结果：1. 反相放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
2. 非反相放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
3. 求和放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
4. 差分放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
实验分析：1. 通过对实验结果的观察和分析，可以验证集成运放的基本运算电路的原理和性质。
2. 在实验中可以调整电阻的数值来改变放大倍数或增益，验证运算放大器的增益特性。
集成运算放大器 叠加定理
集成运算放大器叠加定理
集成运算放大器是一种重要的电路元件，常用于信号放大、滤波、比较等电路中。
在使用集成运算放大器时，需要掌握叠加定理，以便更好地设计和分析电路。
叠加定理是指在由多个信号叠加而成的电路中，每个信号都可以独立地计算其对输出信号的贡献，最终将它们相加得到总输出信号。
在使用集成运算放大器设计电路时，可以利用叠加定理将电路简化为多个单信号电路，然后分别计算每个单信号电路的输出，最后将它们相加得到总输出信号。
例如，当在集成运算放大器输入端接入两个信号源时，可以将电路分为两个单信号电路，并分别计算每个单信号电路的输出，最后将它们相加得到总输出信号。
这样可以简化电路分析的复杂度，提高分析和设计电路的效率。
总之，掌握集成运算放大器的叠加定理是电路设计和分析的重要基础，可以帮助工程师更好地应用集成运算放大器，设计出更加稳定和可靠的电路。
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集成运算放大器的设计方法运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放基本上都是Rail－To－Rail 的运放，这样就消除了丢失的动态范围。
需要特别指出的是输入和输出不一定都能够承受Rail－To－Rail 的电压。
虽然器件被指明是轨至轨(Rail－To－Rail)的，如果运放的输出或者输入不支持轨至轨，接近输入或者接近输出电压极限的电压可能会使运放的功能退化，所以需要仔细的参考数据手册是否输入和输出是否都是轨至轨。
这样才能保证系统的功能不会退化，这是设计者的义务。
1. 2 虚地单电源工作的运放需要外部提供一个虚地，通常情况下，这个电压是VCC/2，图二的电路可以用来产生VCC/2的电压，但是他会降低系统的低频特性。
图二R1 和R2 是等值的，通过电源允许的消耗和允许的噪声来选择，电容C1 是一个低通滤波器，用来减少从电源上传来的噪声。
在有些应用中可以忽略缓冲运放。
在下文中，有一些电路的虚地必须要由两个电阻产生，但是其实这并不是完美的方法。
在这些例子中，电阻值都大于100K，当这种情况发生时，电路图中均有注明。
1. 3 交流耦合虚地是大于电源地的直流电平，这是一个小的、局部的地电平，这样就产生了一个电势问题：输入和输出电压一般都是参考电源地的，如果直接将信号源的输出接到运放的输入端，这将会产生不可接受的直流偏移。
如果发生这样的事情，运放将不能正确的响应输入电压，因为这将使信号超出运放允许的输入或者输出范围。
解决这个问题的方法将信号源和运放之间用交流耦合。
使用这种方法，输入和输出器件就都可以参考系统地，并且运放电路可以参考虚地。
当不止一个运放被使用时，如果碰到以下条件级间的耦合电容就不是一定要使用：第一级运放的参考地是虚地第二级运放的参考第也是虚地这两级运放的每一级都没有增益。
任何直流偏置在任何一级中都将被乘以增益，并且可能使得电路超出它的正常工作电压范围。
如果有任何疑问，装配一台有耦合电容的原型，然后每次取走其中的一个，观察电工作是否正常。
除非输入和输出都是参考虚地的，否则这里就必须要有耦合电容来隔离信号源和运放输入以及运放输出和负载。
一个好的解决办法是断开输入和输出，然后在所有运放的两个输入脚和运放的输出脚上检查直流电压。
所有的电压都必须非常接近虚地的电压，如果不是，前级的输出就就必须要用电容做隔离。
(或者电路有问题)1. 4 组合运放电路在一些应用中，组合运放可以用来节省成本和板上的空间，但是不可避免的引起相互之间的耦合，可以影响到滤波、直流偏置、噪声和其他电路特性。
设计者通常从独立的功能原型开始设计，比如放大、直流偏置、滤波等等。
在对每个单元模块进行校验后将他们联合起来。
除非特别说明，否则本文中的所有滤波器单元的增益都是1。
1. 5 选择电阻和电容的值每一个刚开始做模拟设计的人都想知道如何选择元件的参数。
电阻是应该用1 欧的还是应该用1 兆欧的？一般的来说普通的应用中阻值在K 欧级到100K 欧级是比较合适的。
高速的应用中阻值在100 欧级到1K 欧级，但他们会增大电源的消耗。
便携设计中阻值在1 兆级到10 兆欧级，但是他们将增大系统的噪声。
用来选择调整电路参数的电阻电容值的基本方程在每张图中都已经给出。
如果做滤波器，电阻的精度要选择1％E －96系列(参看附录A)。
一但电阻值的数量级确定了，选择标准的E－12系列电容。
用E－24系列电容用来做参数的调整，但是应该尽量不用。
用来做电路参数调整的电容不应该用5％的，应该用1％。
2.1 放大放大电路有两个基本类型：同相放大器和反相放大器。
他们的交流耦合版本如图三所示。
对于交流电路，反向的意思是相角被移动180度。
这种电路采用了耦合电容――Cin 。
Cin被用来阻止电路产生直流放大，这样电路就只会对交流产生放大作用。
如果在直流电路中，Cin 被省略，那么就必须对直流放大进行计算。
在高频电路中，不要违反运放的带宽限制，这是非常重要的。
实际应用中，一级放大电路的增益通常是100倍(40dB)，再高的放大倍数将引起电路的振荡，除非在布板的时候就非常注意。
如果要得到一个放大倍数比较的大放大器，用两个等增益的运放或者多个等增益运放比用一个运放的效果要好的多。
图三2.2 衰减传统的用运算放大器组成的反相衰减器如图四所示。
图四在电路中R2要小于R1。
这种方法是不被推荐的，因为很多运放是不适宜工作在放大倍数小于1倍的情况下。
正确的方法是用图五的电路。
图五在表一中的一套规格化的R3 的阻值可以用作产生不同等级的衰减。
对于表中没有的阻值，可以用以下的公式计算R3＝(Vo/Vin)/(2-2(Vo/Vin))如果表中有值，按以下方法处理：为Rf和Rin在1K到100K之间选择一个值，该值作为基础值。
将Rin 除以二得到RinA 和RinB。
将基础值分别乘以1 或者2 就得到了Rf、Rin1 和Rin2，如图五中所示。
在表中给R3 选择一个合适的比例因子，然后将他乘以基础值。
比如，如果Rf是20K，RinA和RinB都是10K，那么用12.1K的电阻就可以得到－3dB的衰减。
表一图六中同相的衰减器可以用作电压衰减和同相缓冲器使用。
图六2．3 加法器图七是一个反相加法器，他是一个基本的音频混合器。
但是该电路的很少用于真正的音频混合器。
因为这会逼近运放的工作极限，实际上我们推荐用提高电源电压的办法来提高动态范围。
同相加法器是可以实现的，但是是不被推荐的。
因为信号源的阻抗将会影响电路的增益。
图七2．4 减法器就像加法器一样，图八是一个减法器。
一个通常的应用就是用于去除立体声磁带中的原唱而留下伴音(在录制时两通道中的原唱电平是一样的，但是伴音是略有不同的)。
图八2．5 模拟电感图九的电路是一个对电容进行反向操作的电路，它用来模拟电感。
电感会抵制电流的变化，所以当一个直流电平加到电感上时电流的上升是一个缓慢的过程，并且电感中电阻上的压降就显得尤为重要。
图九电感会更加容易的让低频通过它，它的特性正好和电容相反，一个理想的电感是没有电阻的，它可以让直流电没有任何限制的通过，对频率是无穷大的信号有无穷大的阻抗。
如果直流电压突然通过电阻R1 加到运放的反相输入端上的时候，运放的输出将不会有任何的变化，因为这个电压同过电容C1 也同样加到了正相输出端上，运放的输出端表现出了很高的阻抗，就像一个真正的电感一样。
随着电容C1 不断的通过电阻R2 进行充电，R2上电压不断下降，运放通过电阻R1汲取电流。
随着电容不断的充电，最后运放的两个输入脚和输出脚上的电压最终趋向于虚地(Vcc/2)。
当电容C1 完全被充满时，电阻R1 限制了流过的电流，这就表现出一个串连在电感中电阻。
这个串连的电阻就限制了电感的Q 值。
真正电感的直流电阻一般会比模拟的电感小的多。
这有一些模拟电感的限制：电感的一段连接在虚地上；模拟电感的Q值无法做的很高，取决于串连的电阻R1；模拟电感并不像真正的电感一样可以储存能量，真正的电感由于磁场的作用可以引起很高的反相尖峰电压，但是模拟电感的电压受限于运放输出电压的摆幅，所以响应的脉冲受限于电压的摆幅。
2．6 仪用放大器仪用放大器用于需要对小电平信号直流信号进行放大的场合，他是由减法器拓扑而来的。
仪用放大器利用了同相输入端高阻抗的优势。
基本的仪用放大器如图十所示。
图十这个电路是基本的仪用放大电路，其他的仪用放大器也如图中所示，这里的输入端也使用了单电源供电。
这个电路实际上是一个单电源的应变仪。
这个电路的缺点是需要完全相等的电阻，否则这个电路的共模抑制比将会很低。
图十中的电路可以简单的去掉三个电阻，就像图十一中的电路。
图十一这个电路的增益非常好计算。
但是这个电路也有一个缺点：那就是电路中的两个电阻必须一起更换，而且他们必须是等值的。
另外还有一个缺点，第一级的运放没有产生任何有用的增益。
另外用两个运放也可以组成仪用放大器，就像图十二所示。
图十二但是这个仪用放大器是不被推荐的，因为第一个运放的放大倍数小于一，所以他可能是不稳定的，而且Vin －上的信号要花费比Vin ＋上的信号更多的时间才能到达输出端。
这节非常深入地介绍了用运放组成的有源滤波器。
在很多情况中，为了阻挡由于虚地引起的直流电平，在运放的输入端串入了电容。
这个电容实际上是一个高通滤波器，在某种意义上说，像这样的单电源运放电路都有这样的电容。
设计者必须确定这个电容的容量必须要比电路中的其他电容器的容量大100 倍以上。
这样才可以保证电路的幅频特性不会受到这个输入电容的影响。
如果这个滤波器同时还有放大作用，这个电容的容量最好是电路中其他电容容量的1000 倍以上。
如果输入的信号早就包含了VCC/2 的直流偏置，这个电容就可以省略。
这些电路的输出都包含了VCC/2 的直流偏置，如果电路是最后一级，那么就必须串入输出电容。