实验七 运算放大器及应用电路
运算放大电路实验报告
运算放大电路实验报告运算放大电路实验报告引言运算放大电路是电子工程领域中一种常见的电路，它广泛应用于信号放大、滤波、积分、微分等功能。
本实验旨在通过搭建运算放大电路并进行实际测试，探究其工作原理和特性。
实验目的1. 了解运算放大电路的基本原理和组成结构；2. 熟悉运算放大电路的实际搭建和调试方法；3. 掌握运算放大电路的特性参数测量方法。
实验器材1. 运算放大器（OP-AMP）；2. 电阻、电容等元件；3. 示波器、函数发生器等测试仪器。
实验步骤1. 搭建基本的非反馈运算放大电路。
将运算放大器的正、负输入端分别连接到电压源和接地，输出端接入负载电阻。
根据实验要求选择适当的电阻值，并使用示波器检测输出信号。
2. 测试运算放大器的放大倍数。
将输入信号接入运算放大器的正输入端，通过函数发生器输入不同频率和幅度的信号，并测量输出信号的幅度。
根据测量结果计算得到运算放大器的放大倍数。
3. 探究运算放大器的输入阻抗和输出阻抗。
使用电压源作为输入信号，通过改变输入电阻的值，测量输入电压和输出电压之间的关系。
同样地，通过改变负载电阻的值，测量输出电压和负载电阻之间的关系。
分析测量结果，得出运算放大器的输入阻抗和输出阻抗。
4. 实现运算放大器的反相放大功能。
在基本的非反馈运算放大电路的基础上，引入反馈电阻，并调整电阻的值，使得输出信号与输入信号呈反相关系。
通过示波器观察和测量输入信号和输出信号的波形，验证反相放大的功能。
实验结果与分析1. 在搭建基本的非反馈运算放大电路后，通过示波器观察到输出信号与输入信号具有相同的波形，且幅度有所放大。
这表明运算放大器实现了信号的放大功能。
2. 在测试运算放大器的放大倍数时，发现输出信号的幅度与输入信号的幅度成正比。
根据测量数据计算得到的放大倍数与理论值相符合，说明运算放大器具有较好的放大性能。
3. 通过测量输入电压和输出电压之间的关系，得到运算放大器的输入阻抗约为几十兆欧姆，说明输入电阻较高，不会对输入信号产生较大的负载效应。
实验七 集成运算放大器应用(线性非线性应用)1
温度报警器电路(1)
+5V +5V RP=R1//Rf 2.7K RSX V01 A1 1 A 9 10 13 B 2KΩ Rf 10KΩ 4.7K 12 + － A3 + 8 V0
D1
1
2 TMP35 3 Vi
1KΩ
3 +
2 － R1
1KΩ
2.7K －
A4
14 D2
300
14
温度报警器电路(2)
因此传感器的输出信号一般不能直接作控制信号往往需要经一定的预处理与变换如将微弱信号进行放大通过有源滤波滤除干扰杂波进行线性化处理及温度补偿等等
集成运算放大器应用(线性/非线性应用1)
－－简易温度报警电路设计
1 实验目的
1.1 掌握温度控制器的设计方法与测试技术，了解 集成温度传感器TMP35G的工作原理与应用。
370 400
240
300
200
100 0 10 20 30 40 24
37
T0 C
（a）外形
（b）温度传感器特性曲线
（1）设定温度传感器的工作电压
TMP35G的工作电源电压2.7~5. 5v 选TMP35G工作电压为直流电压5V。
4.3.2
放大器电路
（ 1）选用集成运算放大器（LM324）构
成同相比例运算电路（见线性应用）。 （2）确定集成运算放大器的工作电压。 考 虑 到 TMP35G 的 工 作 电 源 电 压 为 5V，确定运放LM324采用单电源形式， 查阅手册，单电源电压范围 （3~30V），设定为电源电压为5V。 工作电流为3mA。
（3）同相比例运算放大电路
RF R1
2
－ A1
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实验七运算放大器及应用电路实验目的：1.认识运算放大器的基本特性，通过仿真和测试了解运放基本参数，学会根据实际需求选择运放；2.了解由运放构成的基本电路，并掌握分析方法；实验内容：一、实验预习1.运放的理想化条件；2.运放的各种基本电路结构；3.熟悉运放LM358P的性能参数及管脚布局，管脚布局如图1所示，并根据图2所示的内部原理图理解电路结构和工作原理。
图1. LM358P管脚LM358P为单片集成的双运放，采用DIP-8封装，1IN-为第一个运放的负端输入，1IN+为正端输入，1OUT为输出，第二个运放命名原则相同。
Vcc为正电源输入端，GND可以接地，也可以接负电压。
图2. LM358P内部原理图LM358P主要由输入差分对放大器，单端放大器，推挽输出级以及偏置电路构成。
二、仿真实验1.运放基本参数○1电压传输特性根据图3所示电路，采用正负电源供电，运放负端接地，正端接直流电压源V3，在-50μV~50μV 范围内扫描V3电压，步进1μV，得到运放输出电压（节点3）随输入电压V3的变化曲线，即运放电压传输特性，根据仿真结果给出LM358P线性工作区输入电压范围，根据线性区特性估算该运放的直流电压增益A v d0。
图3. 电压传输特性仿真电路仿真设置：Simulate → Analyses →DC Sweep, 设置需要输出的电压。
思考：a. 当输入差模电压为0时，输出电压等于多少？若要求输出电压等于0，应如何施加输入信号？为什么？b. 观察运放输出电压的最高和最低电压，结合图2所示电路分析该仿真结果的合理性。
解：运放输出电压（节点3）随输入电压V3的变化曲线，即运放电压传输特性：根据上图仿真可得，直流电压增益Avd0=99.5993k为了寻找线性工作区，扩大扫描范围-500μV~500μV，可得运放电压传输特性：根据图线得出其线性工作区范围：--118.6557μV~168.0384μV思考:（1）当输入差模电压为0时，输出电压=-3.3536V；若要求输出电压等于0，应使输入信号V+=33.6709μV原因：在运放的线性工作区内，此题中可认为差模电压与输出电压成正相关，设输出电压为Y，输入电压（即输入差模电压）为X，线性比例系数K。
运放测试电路
实验七集成运算放大器参数的测试一． 实验目的1．了解集成运算放大器的主要参数。
2．通过实验，掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。
二． 预习要求1．复习集成运算放大器的技术指标，主要参数的定义及测试方法。
2．了解用示波器观察运算放大器传输特性的方法。
3．了解输入失调电压U IO和输入失调电流I IO产生的原因。
三．实验设备名称型号或规格数量示波器日立V—252 1直流稳压电源JWD—2 1 函数信号发生器 GFG－8020G（或8016G） 1晶体管毫伏表 DA—16 1万用表 YX—960TR或其它型号 1四．实验内容及测试方法反映集成运算放大器特性的参数主要有以下四大类：输入失调特性、开环特性、共模特性及输出瞬态特性。
1．集成运算放大器的传输特性及输出电压的动态范围的测试运算放大器输出电压的动态范围是指在不失真条件下所能达到的最大幅度。
为了测试方便，在一般情况下就用其输出电压的最大摆幅U op-p 当作运算放大器的最大动态范围。
输出电压动态范围的测试电路如图1(a）所示。
图中u i为100Hz正弦信号。
当接入负载R L后，逐渐加大输入信号u i的幅值，直至示波器上显示的输出电压波形为最大不失真波形为止，此时的输出电压的峰峰值U op-p就是运算放大器的最大摆幅。
若将u i输入到示波器的X轴，u o输入到示波器的Y轴，就可以利用示波器的X—Y显示，观察到运算放大器的传输特性，如图1 (b) 所示，并可测出U o p-p的大小。
（a）运算放大器输出电压动态范围的测试电路（b）运算放大器的传输特性曲线图1（图中：R1 = R2 = 1.2kΩ，R f= 20kΩ）U op-p与负载电阻R L有关，对于不同的R L，U op-p也不同。
根据表1，改变负载电阻R L的阻值，记下不同R L时的U op-p，并根据R L和U op-p，求出运算放大器输出电流的最大摆幅I op-p = U op-p /R L，填入表1中。
实验--集成运算放大器的基本应用 模拟运算电路
实验–集成运算放大器的基本应用模拟运算电路引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称OPAMP）是一种重要的电子元件，它在模拟电路设计和实验中被广泛应用。
本文将介绍集成运算放大器的基本应用，并通过实验来验证其在模拟运算电路中的功能和性能。
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、差分输入和单端输出的电子放大器。
它具有很高的输入阻抗、低的输出阻抗和大的开环增益。
通过反馈电路，集成运算放大器可以实现各种电路功能，如放大器、比较器、滤波器等。
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应用，包括放大器、比较器和无源滤波器。
实验器材•集成运算放大器IC•双电源电源•电阻•电容•示波器•多用电表实验步骤步骤1：放大器的基本应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个基本放大器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的幅值和频率，观察输出信号的变化。
步骤2：比较器的应用1.断开反馈电路，使集成运算放大器工作在开环状态。
2.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
3.调节输入信号的幅值，观察输出信号的变化。
步骤3：无源滤波器的应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个无源滤波器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的频率，观察输出信号的变化。
实验结果与分析在实际操作中，我们成功搭建了集成运算放大器的放大器、比较器和无源滤波器电路，并通过示波器观察到了相应的输入输出波形。
在放大器电路中，我们调节了输入信号的幅值和频率，观察到了输出信号的线性放大效果。
在比较器电路中，我们调节了输入信号的幅值，观察到了输出信号的高低电平变化。
实验七集成运算放大器指标测试
实验七集成运算放大器指标测试一、实验目的1、掌握运算放大器主要指标的测试方法。
2、通过对运算放大器μA741指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。
二、实验原理集成运算放大器是一种线性集成电路，和其它半导体器件一样，它是用一些性能指标来衡量其质量的优劣。
为了正确使用集成运放，就必须了解它的主要参数指标。
集成运放组件的各项指标通常是由专用仪器进行测试的，这里介绍的是一种简易测试方法。
本实验采用的集成运放型号为μA741（或F007），引脚排列如图7－1所示，它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正、负电源端，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十KΩ的电位器并将滑动触头接到负电源端。
⑧脚为空脚。
1、μA741主要指标测试图7－1 μA741管脚图图7－2 U0S、I0S测试电路1）输入失调电压U 0S理想运放组件，当输入信号为零时，其输出也为零。
但是即使是最优质的集成组件，由于运放内部差动输入级参数的不完全对称，输出电压往往不为零。
这种零输入时输出不为零的现象称为集成运放的失调。
输入失调电压U 0S 是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。
失调电压测试电路如图7－2所示。
闭合开关K 1及K 2，使电阻R B 短接，测量此时的输出电压U 01 即为输出失调电压，则输入失调电压O1F11OS U R R R U +=实际测出的U 01可能为正，也可能为负，一般在1～5mV ，对于高质量的运放U 0S 在1mV 以下。
测试中应注意：a 、将运放调零端开路。
b 、要求电阻R 1和R 2，R 3和R F 的参数严格对称。
2）输入失调电流I 0S输入失调电流I 0S 是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差，B2B1OS I I I -=输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级两个晶体管β的失配度，由于I B1 ，I B2 本身的数值已很小（微安级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图7－2所示，测试分两步进行a 、 闭合开关K 1及K 2，在低输入电阻下，测出输出电压U 01 ， 如前所述，这是由输入失调电压U 0S 所引起的输出电压。
实验七 比例求和运算电路
实验七比例求和运算电路实验七比例求和运算电路一、实验目的1. 掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。
2. 学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验器材（型号）1. 数字万用表UT562. 电子线路实验学习机三、实验原理集成运放的应用首先表现在它能构成各种电路上，运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，介绍比例、加减等基本运算电路。
（1）运算电路：（2）描述方法：运算关系式 uO＝f (uI)（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。
1. 理想运放的参数特点Aod、 rid 、fH 均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。
电路特征：引入电压负反馈。
集成运放的线性工作区: AuO?uo??u??u?可得u??u??0即u??u?。
又因ri??，可得运放的输入电流i=0。
利用运放在线性应用时u??u?和i=0这两个特点来分析处理问题，所得结果与实际情况相当一致，不会带来明显的误差。
RFuiRRPiu?－RI??uou?＋图3-7-1 理想运放电路1. 基本运算电路（1）反相比例电路uo??iFRF??uiRF （3-7-1） R1可见，由于电路中引入深度负反馈，使闭环放大倍数AuF完全由反馈元件值确定。
改变比值RF/R，可灵活地改变AuF的大小。
式中的负号表示uo与ui反相。
平衡电阻RP=RF//R。
RFuiR－iFi1u+＋oR_PRP为了减小输入级偏置电流引起的运算误差。
图3-7-2 反相比例电路（2）反相加法电路uo??(RFRuRi1?FRui2) （3-7-3） 12若取R1=R2=R，则有ui1R1RFui1iFi2R2－i2＋u+oR_P 图3-7-3 反相加法电路uFO??RR(ui1?ui2) （3-7-4） 1此电路的输入信号不限于两路，根据需要可扩展为多路。
（3）同相比例电路和电压跟随器RFR－u?+u+o__iRPu?＋u图3-7-4 同相比例电路u??RR?RuoF因此为 uRFo?(1?R)ui （3-7-5）电路的闭环放大倍数为2AuF?1?RF （3-7-6） R 上式表明，同相比例电路的输出电压uo与输入电压ui同相位，而且电压放大倍数总是大于1。
模拟电路应用实验—运算放大器应用综合实验
实验四 运算放大器应用综合实验一、实验目的1、 了解运算放大器的基本使用方法，学会使用通用型线性运放μA741。
2、 应用集成运放构成基本运算电路——比例运算电路，测定它们的运算关系。
3、 掌握加法、减法运算电路的构成、基本工作原理和测试方法。
二、预习要求1、 集成电路运算放大器的主要参数。
2、 同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。
3、 加法、减法电路的构成及运算关系。
三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。
四、实验内容及步骤运放的线性应用——比例及加减法电路实验 1、反相比例运算反相比例运算电路如图3.1所示，按图接线。
根据表3.1给定的u i 值，测量对应的u o 值并记入表3.1中。
并用示波器观察输入V i 和输出V o 波形及相位。
理论值： i ii f o u V u R R u 10101003-=-=-=注意：①当V i 为直流信号时，u i 直接从实验台上的-5～+5V 直流电源上获取，用数字直流电压表分别测量u i 、u o 。
②当u i 为交流信号时，u i 由函数信号发生器提供频率为1kHz 正弦波信号，用交流毫伏表分别测量u i 、u o 。
（下同）图3.1 反相比例运算电路表3.1测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
2、同相比例运算同相比例运算电路如图3.2所示，根据表3.2给定的u i值，测量对应的u o值并记入表3.2中。
并用示波器观察输入u i和输出u o波形及相位。
理论值： u O＝（1＋R f／R3）u i=11u i。
图3.2 同相比例运算电路表3.2测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
表3.2 同相比例参数测量3、加法运算加法运算原理电路如图3.3。
根据表3.3给定的u i1、u i2值，测量对应的u o值，并记入表3.3中。
运算放大器的应用实验报告
运算放大器的应用实验报告运算放大器的应用实验报告引言：运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子元器件，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
它在现代电子电路中有着广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和测量，探索运算放大器在不同电路中的应用，并验证其性能。
一、直流放大电路实验：1. 实验目的：通过搭建直流放大电路，观察运算放大器的放大效果，并测量其放大倍数。
2. 实验步骤：（1）搭建直流放大电路，将运算放大器的正、负输入端分别连接到输入信号源和地线。
（2）调节输入信号源的幅度，记录输出信号的幅度。
（3）改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
3. 实验结果和分析：通过实验数据的测量，我们得到了输入信号和输出信号的幅度数据，并计算了放大倍数。
结果显示，运算放大器能够将输入信号放大数倍，并且在一定频率范围内保持较好的线性放大特性。
二、反相放大电路实验：1. 实验目的：通过搭建反相放大电路，探索运算放大器的反相放大功能，并测量其放大倍数和频率响应。
2. 实验步骤：（1）搭建反相放大电路，将运算放大器的正输入端接地，负输入端连接到输入信号源。
（2）调节输入信号源的幅度，记录输出信号的幅度。
（3）改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
3. 实验结果和分析：实验数据显示，反相放大电路能够将输入信号进行反向放大，并且放大倍数与输入信号的幅度成反比。
此外，随着输入信号频率的增加，输出信号的幅度逐渐下降，表明运算放大器的频率响应存在一定的限制。
三、非反相放大电路实验：1. 实验目的：通过搭建非反相放大电路，研究运算放大器的非反相放大功能，并测量其放大倍数和频率响应。
2. 实验步骤：（1）搭建非反相放大电路，将运算放大器的正输入端连接到输入信号源，负输入端接地。
（2）调节输入信号源的幅度，记录输出信号的幅度。
（3）改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
3. 实验结果和分析：实验数据显示，非反相放大电路能够将输入信号进行非反向放大，并且放大倍数与输入信号的幅度成正比。
实验7集成运算放大器及应用
它通常由差分输入级、中间放大级、输出级以及偏置电路等 部分组成，广泛应用于信号放大、运算、滤波、测量等领域 。
பைடு நூலகம்
集成运算放大器的基本结构
差分输入级
中间放大级
由两个对称的晶体管组 成，能够抑制共模信号，
放大差分信号。
对差分输入信号进行进 一步放大，增加增益。
输出级
提供足够的输出电流， 驱动负载，并实现电压
数据记录与处理
表格1：输入信号参数记录表
| 序号 | 信号幅度（V） | 信 号频率（Hz） |
| --- | --- | --- |
数据记录与处理
| 1 | ... | ... | | 2 | ... | ... |
| ... | ... | ... |
数据记录与处理
表格2：输出信号参数记录表 | 序号 | 输出幅度（V） | 相位偏移（度） | | --- | --- | --- |
放大。
偏置电路
为各级提供合适的静态 工作点。
集成运算放大器的特点与分类
高增益
集成运放的增益一般都在80dB以上， 能够实现高精度的信号放大。
02
高输入阻抗
集成运放的输入阻抗极高，可以等效 为无穷大，减小了信号源的负担。
01
03
低噪声
集成运放的内部噪声较低，对信号的 干扰较小。
分类
根据用途和性能指标，集成运放可以 分为通用型、高精度型、高速型、低 功耗型等多种类型。
05
04
良好的线性度
集成运放在一定范围内具有良好的线 性度，可以实现模拟运算功能。
02 集成运算放大器的工作原 理
差分输入和输出电压
差分输入电压
集成运算放大器采用差分输入电压，即将两个输入信号的差值作为放大器的输 入信号，这样可以有效地抑制共模干扰，提高放大器的抗干扰能力。
运算放大器详细的应用电路(很详细)
§比例运算电路之蔡仲巾千创作8.1.1 反相比例电路1. 基本电路电压并联负反馈输入端虚短、虚断特点：反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低输出电阻小，带负载能力强要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。
如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M2. T型反馈网络虚短、虚断8.1.2 同相比例电路1. 基本电路：电压串联负反馈输入端虚短、虚断特点：输入电阻高，输出电阻小，带负载能力强V-=V+=Vi，所以共模输入等于输入信号，对运放的共模抑制比要求高2. 电压跟随器输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小§加减运算电路8.2.1 求和电路1.反相求和电路虚短、虚断特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系2.同相求和电路虚短、虚断8.2.2 单运放和差电路8.2.3 双运放和差电路例1:设计一加减运算电路设计一加减运算电路，使Vo=2Vi1+5Vi2-10Vi3解：用双运放实现如果选Rf1=Rf2=100K，且R4= 100K则：R1=50K R2=20K R5=10K例2:如图电路，求Avf，Ri解：§积分电路和微分电路8.3.1 积分电路电容两端电压与电流的关系：积分实验电路积分电路的用途将方波变成三角波（Vi：方波，频率500Hz，幅度1V）将三角波变成正弦波（Vi：三角波，频率500Hz，幅度1V）（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率200Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？积分电路的其它用途：去除高频干扰将方波变成三角波移相在模数转换中将电压量变成时间量§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成方波（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？（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？§对数和指数运算电路8.4.1 对数电路对数电路改进基本对数电路缺点：运算精度受温度影响大；小信号时exp(VD/VT)与1差未几大，所以误差很大；二极管在电流较大时伏安特性与PN结伏安特性不同较大，所以运算只在较小的电流范围内误差较小。
电路实验七实验报告_数模转换电路测量
电路实验七实验报告实验题目：数模转换电路测量实验内容：1.设计一个四位二进制数的数字模拟信号（D/A）转换器；2.实验室提供100Ω和200Ω电阻用于搭接梯形电路，二进制数用0V、5V电压提供；3.用集成运放µA741作放大输出，其供电电压为+12V和-12V；4.记录输入的二进制数从0000——1111对应的输出电压值。
描点绘制数模转换的输入输出曲线（用excel画）。
实验环境：数字万用表、学生实验箱、导线、面包板、色环电阻。
实验原理：数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。
D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。
在实验中，我们用如下所示的电路来搭接一个数模转换器。
用4个开关K1、K2、K3、K4分别对应四位二进制数，当开关接地时，二进制数为0，当开关接基准电源时，二进制数为1。
我们将测量16个四位二进制数分别对应的输出模拟电压U o的值。
实验记录及结果分析：实验测得的数据如下表（模拟信号电压取绝对值）：0101 1.220110 1.460111 1.721000 1.871001 2.221010 2.531011 2.881100 2.851101 3.111110 3.351111 3.61绘制出数模转换器的输入输出曲线图如下：可见模拟输出电压随着数字信号的增加呈阶梯型增长，数字信号被转化为了模拟信号。
实验总结：这一次的实验，因为电路较为复杂，且网上相关资料较少，所以做起来稍显困难，一开始有点找不到方向。
不过经过老师的指导和自己的摸索，逐渐掌握了方法，最后顺利完成了实验。
实验过程中学会了处理很多问题的方法，特别是面包板接线的一些操作。
同时，这次实验也让我们更深刻地理解了数模转换的概念。
运算放大器实验原理
运算放大器实验原理运算放大器是一种广泛使用的模拟电子元件，它具有高输入阻抗、高开环增益和宽频带等特性，常用于信号放大、滤波、转换等电路中。
本文将介绍运算放大器的原理、使用方法以及实验操作步骤。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一种具有正负输入端的放大器，其输出量由输入量的大小和相位决定。
输入量通过一个反馈网络，产生一个误差信号，该信号表示输出量与期望值之间的差异。
误差信号经过放大和比较后，驱动输出设备，以达到所需的输出值。
运算放大器的主要特点是它的差模放大器和交流放大器，这两个部分独立且互相不影响，使得它在许多电路中都有广泛应用。
二、运算放大器的使用方法1. 电源电压：运算放大器需要使用稳定的电源电压，通常使用±5V或±15V。
2. 输入阻抗：运算放大器的输入阻抗很高，通常需要使用阻抗匹配的输入设备，如电阻、电容等。
3. 偏置电压：为了使运算放大器工作在稳定状态，需要为其提供适当的偏置电压。
偏置电压的大小取决于具体的电路需求。
4. 输出设备：根据需要选择适当的输出设备，如电阻、电容等，以实现所需的电路功能。
三、实验操作步骤1. 实验准备：准备所需的实验器材和元件，包括运算放大器、电阻、电容、电感等。
检查器材是否完好，确保电源稳定。
2. 搭建实验电路：按照实验需求，搭建运算放大器的电路。
注意选择适当的电源电压和偏置电压，确保电路稳定工作。
3. 测试与调整：使用示波器、万用表等工具，测试电路的性能指标，如输入阻抗、输出阻抗、开环增益等。
根据测试结果进行调整，使电路达到最佳性能。
4. 实验结果分析：观察和分析实验结果，验证运算放大器的原理和使用方法是否正确。
5. 实验总结：整理实验数据和结果，总结实验中的问题和经验教训，为今后的实验提供参考。
具体实验操作步骤如下：步骤一：搭建基本放大电路使用电阻、电容等元件搭建一个基本的放大电路，使用运算放大器作为放大器。
调整元件值以获得适当的增益和带宽。
实验7 积分与微分电路
实验七积分与微分电路一、实验目的1.学会用运算放大器组成积分微分电路。
2.学会积分微分电路的特点及性能。
二、实验仪器数字万用表、信号发生器、双踪示波器三、实验内容1.积分电路电路图如下：∫Vidt积分电路的传输函数为：Vo=−1R1C1（1）取Vi=-1V，断开开关K1，用示波器观察Vo变化。
Vo由基准线开始上升，最终到达最高点。
（2）测量饱和输出电压及有效积分时间。
饱和输出电压为：11.5V，有效积分时间为：1.25s。
（3）使图中积分电容改为0.1uF，断开开关K1，Vi分别输入100hz幅值为2V的方波和正弦波信号，观察Vi和Vo大小及相位关系，并记录波形。
输入方波时：根据实验，在频率为100hz时，为了使输出波形不失真，则输入Vi=1.2V （幅值），此时输出为：Vo=2.9V。
输入为正弦波时：根据实验，为了使输出波形不失真，则频率调为300hz，且Vi=0.12V，输出为Vo=55mv。
相位后置90°。
（4）改变电路的频率，观察Vi与Vo的相位和幅值的关系。
由仿真交流分析得积分电路的相移特性和幅频特性曲线如下：根据实验可知，频率增大，输出Vo的幅值减小。
产生一定的相移。
2.微分电路实验电路如下：微分电路的传输函数为：Vo=−R4C2dVidt（1）输入正弦波信号，f=200hz，有效值为1V，用示波器观察Vi与Vo波形并测量输出电压。
根据实验，输出电压Vo=1.8V（幅值）。
相位前置90°。
（2）改变正弦波频率（20hz至400hz），观察Vi与Vo的相位、幅值变化情况并记录。
由仿真交流分析得幅频和相频特性曲线：根据实验，频率从20hz至400hz，输出Vo增大。
除90度相移外额外附加一定的相移。
（3）输入方波，f=200hz，Vi=±5V，用示波器观察Vo波形，按上述步骤重复实验。
示波器的输出波形如下：输入方波输出为尖顶脉冲。
a、此时的输入频率为20hz。
运算放大器的应用实验原理
运算放大器的应用实验原理1. 引言运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种集成电路元件，广泛应用于模拟和数值电路中。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特性，使其在电子电路设计中得到广泛应用。
本文将介绍运算放大器的应用实验原理。
2. 实验一：电压跟随器电压跟随器是运算放大器的一种常见应用电路，其原理基于运算放大器的高增益特性。
实验步骤如下：1.连接电路：将运算放大器以非反馈形式连接，即将非反向输入端和输出端相连，而反向输入端接地。
2.施加输入信号：通过信号发生器施加固定幅值的正弦信号作为输入信号。
3.监测输出信号：使用示波器监测运算放大器的输出信号，并记录幅值。
4.改变输入信号：改变输入信号的频率和幅值，并记录相应的输出信号幅值。
5.分析结果：观察输出信号与输入信号的关系，得出电压跟随器的特性。
3. 实验二：加法器加法器是利用运算放大器进行电压相加的电路。
实验步骤如下：1.连接电路：将两个输入信号通过两个电阻分别与运算放大器的反向输入端相连，将运算放大器的输出端连接到一个电阻上，并将另一端接地。
2.施加输入信号：通过信号发生器分别施加两个正弦信号作为输入信号。
3.监测输出信号：使用示波器监测运算放大器的输出信号，并记录幅值。
4.改变输入信号：改变一个输入信号的频率和幅值，并记录相应的输出信号幅值。
5.分析结果：通过比较输入信号和输出信号的幅值，得出加法器的特性。
4. 实验三：反相放大器反相放大器是将输入信号反向放大的电路。
实验步骤如下：将运算放大器的输出端连接到一个电阻上，并将另一端接地。
2.施加输入信号：通过信号发生器施加固定幅值的正弦信号作为输入信号。
3.监测输出信号：使用示波器监测运算放大器的输出信号，并记录幅值。
4.改变输入信号：改变输入信号的频率和幅值，并记录相应的输出信号幅值。
5.分析结果：观察输出信号与输入信号的关系，得出反相放大器的特性。
实验七集成运算放大器反相比例放大器
实验七 集成运算放大器1、 反相比例放大器用集成运放组件接成反相比例放大器，其电路如图7-1所示。
图中元件参数如下： R 1=1K Ω，R f =10K Ω，R 2=R 1//R f ，输入信号由EMS-Ⅳ型模拟电子电路实验系统中的直流供电系统-5V~5V ，调节到表7-1值。
用数字三用表直流电压挡测量电压，数据记录于表7-1 中。
2、 反相加法器用集成运放组件接成两输入反相加法器，输入信号U i1、U i2分别由EMS-Ⅳ型模拟电子电路实验系统中的直流供电系统-5V~5V ，调节到表7-2值。
电路如图7-2所示。
图中元件参数如下：R 1=R 2=R f =1K Ω。
数据记录于表7-2 中。
表7-1表7-23、正弦波发生器用集成运放组件接成RC 串并联选频网络正弦波发生器，其电路如图7-3所示。
图中R 、C 分别为10K Ω、0.01µF 。
调节20 K Ω电位器，在示波器获得一个稳定无失真的正弦波。
根据波形分别测出周期T 和输出电压的峰-峰值U P-P 。
最后根据所测周期算出频率f 与根据电路元件值用公式RCf π21=计算值进行比较。
-iu ou 1R 2R FR ∞+-+-1s u 2s u ou 1R 2R FR ∞图7-34、积分运算电路用集成运放组件接成积分运算电路，其电路如图7-4所示。
图中R 1、C F 分别为10K Ω、10µF 及7.5 K Ω、10µF 两种情况。
输入信号U i 为1V 直流电压，粗略测量输出电压U O 随时间变化的曲线。
将观察测得的数据记录如下：1、R 1=10K Ω，C F =10µF ，T 1= ，U OSAT =2、R 1=7.5K Ω，C F =10µF ，T 1= ，U OSAT = 5、电压比较器用集成运放组件接成电压比较器，其电路如图7-5所示。
图中R 1、R 2均为1K Ω，直流参考电压U R 及输入电压分别由EMS-Ⅳ型模拟电子电路实验系统中的直流供电系统-5V~5V 提供。
运算放大器的实验报告
运算放大器的实验报告运算放大器的实验报告引言：运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子器件，广泛应用于电路设计和信号处理中。
本实验旨在通过实际搭建电路和测量数据，深入了解运算放大器的原理和特性，并验证其在电路设计中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几个方面：1. 理解运算放大器的基本工作原理；2. 掌握运算放大器的输入输出特性；3. 熟悉常见的运算放大器电路应用。
二、实验仪器和材料1. 运算放大器芯片；2. 电阻、电容等基本电子元件；3. 示波器、函数信号发生器等实验设备。
三、实验步骤1. 搭建基本的运算放大器电路，包括反馈电阻、输入电阻等；2. 连接示波器和函数信号发生器，调节函数信号发生器的频率和振幅；3. 测量运算放大器的输入电压和输出电压，并记录数据；4. 分析实验数据，绘制输入输出特性曲线和增益曲线。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以得出以下结论：1. 运算放大器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，能够有效放大输入信号；2. 在线性范围内，运算放大器输出电压与输入电压成正比，增益稳定；3. 当输入信号超出运算放大器的工作范围时，输出电压将出现失真。
五、实验应用运算放大器在电路设计中有广泛的应用，以下是几个常见的例子：1. 比较器：利用运算放大器的输入特性，可以将其作为比较器使用，用于判断两个电压的大小关系；2. 滤波器：通过调整运算放大器的反馈电阻和电容，可以搭建低通、高通、带通等滤波器电路；3. 信号放大器：将运算放大器作为信号放大器使用，可以放大微弱信号，提高信号质量。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了运算放大器的原理和特性，掌握了运算放大器的基本应用。
实验结果表明，在电路设计中，运算放大器是一种非常重要且常用的器件，能够实现信号放大、滤波、比较等功能。
然而，我们也要注意运算放大器的工作范围和输入输出特性，避免出现失真和不稳定的情况。
运算放大器电路实验.ppt
3
放大器的调零
uI接地，万用表直流电压挡测量uo,调节调零电位器使uo=0, 调节完成后，在以后的实验中，调零电位器应保持不变，若动过，则需要重新调零。
万用表直流电压挡
V
COM
4
1.同相比例运算电路
交流输入信号由函数信号发生器提供，用交流毫伏表测量Ui UO DC直流输入由四路DC模块输入。
+12V B A
运算放大器电路实验运算放大器电路运算放大器电路分析图解运算放大器电路集成电路运算放大器运算放大器偏置电路基本运算电路实验运算放大器电路设计积分运算电路实验模拟运算电路实验运算放大器
实验六
运算放大器的先行应用
1
uI2 0.5V
2
直流稳压电源
series 12V E2 1
+Vcc
+12V B A
LM741
7
1µ ÷µ 2 -IN
O
8 µµ 7 +Vcc 6 OUT 5µ ÷µ
2 3 4 1 5
6
3 +IN 4 Vcc
10K Rw -Vcc
D
C -12V
LM741µ µµµ
7
4.反相求和运算电路
+12V B A
O
D
C -12V
u I1
8
O
D
C -12V
5
2.反相比例运算电路
6
3.差动放大运算电路 （1）输入端 R W 1 与电源A相连接，调节 R W 3 使输入电压 uI1 0.3 V
（2）输入端 R W 3 与电源B相连接，调节 R W 3 使输入电压 R W （3） 用万用表直流电压档测量 U
O
3
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实验七运算放大器及应用电路
实验目的
1．认识运算放大器的基本特征，通过仿真和测试了解运放基本参数，学会根据实际需求选择运放；
2．了解由运放构成的基本电路，并掌握分析方法；
实验内容：
一．仿真实验
1.运放基本参数
1）电压传输特性
实验所得扫描曲线如下所示：
根据上图仿真可以看出其直流电压增益约为99.5987k。
为寻找线性工作区，扩大扫描范围，可得曲线如下：
根据图线得出其线性工作区范围为：-115.0160u~159.7444u
思考：
a.当输入差模电压为0时，输出电压等于多少？若要求输出电压等于0，应如何施加
输入信号？为什么？
当输入差模电压为0时，输出电压等于-3.35359V.若要输出电压为0，输入的信号应当为-3.35359V除以增益值。
这样可以大致抵消输入电压为0时产生的输出信号。
b.观察运放输出电压的最高和最低电压分析仿真结果的合理性。
最高电压约为13.3V，最低电压约为-14.8V。
最大正电压的绝对值小于最小负电压的绝对值。
由电路图可知，当IN+为很小的正电压时，输出电压可以为0，所以结果是合理的。
2）输入失调电压
R1=1k,R2=10
R1=10k,R2=100
R1=100k,R2=1k
表7-1：R1=1k,R2=10
表7-2：R1=10k,R2=100
表7-3：R1=100k,R2=1k
思考：什么原因导致了不同反馈电阻条件下计算得到的存在较大差异？在实际测量中，若输入失调电压小，需要通过测量输出电压并计算得到时，在电阻上的选取需要注意什么问题？
答：因为运放的输出电阻并非无穷大，当外接电阻阻值很大，分压会变大，所以应该尽量选取阻值较小的电阻，使得运放工作在理想状态。
3）增益带宽积GBP
根据下图电路进行频率扫描仿真，得到放大器的幅频特性曲线和相频特性曲线。
计算运放的增益带宽积，在相频曲线中分别标记出主极点和次主极点频率。
主极点标记如下：
所以GBP=9.8509k*99.8986=984.09k
主极点与次极点标记如下：
主次极点频率分别为：9.8509k ,1.7833M
思考：若输入信号频率为100kHz，则采用LM358P能实现的最高增益是多少？
其最高增益为GBP/f=9.48.
4）转换速率（压摆率）
a.电路图如下所示，输入为阶跃信号。
通过瞬态分析得到输出电压，并采用标尺标记
出输出电压变化的斜率，即转换速率。
瞬态分析所得的图线如下所示：
其转换速率约为497.0373k
b.将电路图中的V3改为正弦信号，当频率为1kHz和10kHz，得到输入输出波形的比较图。
电路图如下：
输入信号频率为1kHz的输入输出波形图：
输入信号频率为10kHz的输入输出波形图：
观察波形可以看出10V的波形有明显的失真
思考：若输入为正弦信号，振幅为10V，直流电压呀为0。
根据结论:,则允许的最大输入信号频率为多少？
/=49.70kHz
2.运放构成的应用电路
1）反相放大器
下图所示为运放构成的反相放大器，按照图中参数进行瞬态仿真，采用Tektronix示波器观察各个节点波形。
提交频率为10Hz、100Hz、1kHz下的节点3、节点4、节点5的波形截图，测量输出电压的峰峰值。
10Hz输出波形：
100Hz输出波形：
1kHz输出波形：
频率为10Hz和100Hz时的输出电压为9.99V，1kHz时输出电压为9.94V。
运放的单位增益带宽积是一定的，当输入频率增大时，增益会减小一些。
所以相对来说1kHz时的输出电压较小。
思考：
a.在不同输入信号频率情况下，负载电压（节点4）幅度一样吗？为什么？
不一样，因为运放内部有电容，容抗受频率影响，故输出电压幅度不一样。
b.输入信号频率为1kHz时，运放负端电压的相位和输出信号相位相差大约多少度？为
什么？
相位差小于 180°，此运放并非理想运放。
2)电压转换电路
a.在下图参数条件下，扫描直流电压V1，提交输出电压V4随电压源电压V2的变化曲线，并根据仿真结果确定电压源电压V2的最低电压。
由仿真结果可以确定V2的最低电压为4.8992V.
b.扫描负载电阻R3，提交输出电阻V4随电源电压V2的变化曲线。
由仿真结果可以看出电源电压越大，仿真出来的结果越接近于3V.可能是因为电源电压较小时限制了运放的工作区，使得输出的电压达不到运放进行电压转换时所需的电压。
思考：上图所示电路如何改造后就能实现恒定电流输出？
在R3下面接一个比例式电流镜。
3）整流电路
如图所示为运放组成的整流电路，请写出输出电压表达式，并画出传输特性。
振幅分别为100mV、10mV、1mV时，请通过瞬态仿真得到输出电压波形，与输入信号同时显示。
V3=0，D1,D2截止，Vo=0
V3>0, D1导通，D2截止，Vo=V3
V3<0, D1截止，D2导通，Vo=-V3
100Mv
10mV
1mV
思考：在小信号输入时，如振幅1mV，输出波形会严重失真，主要是什么原因导致这种失真？如何更改参数来减小这种失真？运放的非理想性
输入信号较小时，失调电压对电路的影响比较大。
可以成比例成倍数地减小电阻，比如将电阻都减小10倍。
二．硬件实验
如图所示为脉冲宽度调制电路。
实验任务：
1.若二极管1N3064的导通电压为，请写出U2A输出的三角波电压正峰值和负峰
值电压的表达式。
V oh= *R6/R1
V ol= -*R6/R1
2.写出U2A输出的三角波信号的周期表达式。
T=4*R2*R6*C1/R1
3.在面包板上实验，提交节点8和节点10的示波器截图，并测量频率和峰峰值。
经计算得：
R2=8k，R6=180k
4.按照图中所示，施加调制信号V3，提交节点13和节点11的波形。
5.将调制信号V3的交流幅度设置为0，通过连续改变调制信号的直流电压，观察并记
录LED1和LED2的亮度随该直流电压的变化情况，并给出合理解释。
输入直流电压为负值且小于大约-2000mV时只有LED1亮。
当电压从-2000mV逐渐增大时，LED2慢慢变亮，LED1慢慢变暗。
直到输入直流电压大约为2000mV时只有LED2亮。
此时U3A为电压比较器当输入直流电压为负值且小于-2000mV时负向端输入恒小于正向端输入，因此输出信号为正，只有LED1亮。
同理，输入直流电压为正值且大于2000mV 时，只有LED2亮。
输入直流电压为在-2000mV与2000mV之间时，输出信号为一周期信号且在同一周期内有正有负，由于信号周期过小，因此LED1和LED2看起来都亮。
思考：PWM调制对三角波的线性度要求较高，上图电如何实现这种高线性度的？
电路是利用电容器的充放电过程中电流不变、电压线性增加这一特点来实现三角波的高线性度的。