经典报告集成运放基本运算电路
集成运算放大器的基本运算电路
ui2 u
u i3
u
0
R1
R2
R3
2.加减运算电路
ui1
R1
Rf
ui2
R2
N
－∞
ui3
R 3
P
＋
R
ui4
4
R'
当ui1、ui2短路时 当Ui1、Ui2、Ui3、Ui4共同作用时
若又满足Rf =R1=R2=R3=R4时则
利用叠加定理求uo与ui1、ui2、 ui3各ui4之间的关系
uo
当ui3、ui4短路时
(ui1 ui2 ui3 )
Uo (ui1 ui2 ui3 )
上式中比例系数为-1，实现了加法运算。
2）同相求和运算电路
R'
ui1 i1
R 1
ui2 i2
R2
ui3 i3
R 3
i f
Rf
N
－
u-
∞
P u+ ＋
R1//R2//R3=R′//Rf
根据 “虚断”概念
uo
i1+i2+i3=0
ui1 u
2.一般单限比较器
图4-22所示的电路是一般单限比较器. UREF为外加参考电压。 集成运放的反相输入端接信号ui，同相输入端接参考电压UREF。
由于Aod→∞,所以当U﹣<U+时，ui<UREF时，受电源电压的 限制，uo只能为正极限值UOM,即UOH=﹣UOM； 反之，当U﹣＞U+时，uo为负极限值，即UOL=﹣UOM。 其传输入特性如图4-22(b)实线所示。
I1
U i1 R1
因虚地, u﹢=u﹣=
,
I2
Ui2 R2
集成运放组成的基本运算电路
K2
C 1μF
R2 1M
K1 +15V
vS
－
R1 100K
A
vO
＋
R′ 100K
-15V
vo
1 R1
t
0 vsdt
积分运算电路
4. 积分运算电路
将实验数据及波形填入下述表格中：
vs波形
vs幅度值
vo波形
vo频率
vo幅度值
5. 用积分电路转换方波为三角波
电路如下图所示。图中电阻R2的接入是为了抑制由 IIO、VIO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零 点。
A
vO
υS
＋
R′ 10K
-15V
v0
(1
RF R1
)vs
同相比例运算电路
2. 实现同相比例运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
3. 减法器（差分放大电路）
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
vs波形
实验四 集成运放组成的基本运算电路
实验四 集成运放组成的基本运算电路一． 实验目的1．掌握集成运算放大器的正确使用方法。
2．了解集成运算放大器在信号放大和模拟运算方面的应用。
二． 实验设备数字万用表 1个三． 简述运算放大器是具有两个输入端和一个输出端的高增益、高输入阻抗的多级直接耦合电压放大器。
只要在集成运放的外部配以适当的电阻和电容等器件就可构成比例、加减、积分、微分等模拟运算电路。
在这些应用电路中，引入了深度负反馈，集成运放工作在线性放大区，属于运算放大器的线性应用范畴，因此分析时可将集成运放视为理想运放，运用虚断和虚短的原则。
虚断：即认为流入运放两个净输入端的电流近似为零。
虚短：即认为运放两个净输入端的电位近似相等(u +≈ u -)。
从而可方便地得出输入与输出之间的运算表达式。
使用集成运算放大器时，首先应根据运放的型号查阅参数表，了解其性能、指标等，然后根据管脚图连接外部接线（包括电源、调零电路、消振电路、外接反馈电阻等等）。
四． 设计实验要求1. 设计由双列直插通用集成运放μA741构成的基本运算电路，要求实现：反相比例运算，反相加法运算，同相比例运算，电压跟随器，差动运算（减法运算）等5种运算。
每一运算电路需要设计两种典型的输入信号。
2. 自己设计选择电路参数和放大倍数，画出电路图并标出各电阻的阻值（μA741的最大输出电流小于10mA ，因此阻值选取不能小于1KΩ）。
3. 自拟实验步骤。
4. 电源电压一律取12V ±。
本实验用直流信号源，自己选择输入信号源的取值，已知信号源（5i u V ≤）。
5. 设计举例：反相比例运算电路的设计反相比例放大器的运算功能为：1R R u u A F i o uf -==； 设,10-=uf A 负反馈电阻Ω=K R F 100；可以计算出110R K =Ω，平衡电阻100//109.1R K '=≈Ω。
max =9o u V ，max max 90.910o i uf u u V A ∴≤==，即输入信号的设计值小于0.9V ±。
基本运算电路实验报告
基本运算电路实验报告实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩： 实验名称： 基本运算电路设计 实验类型： 同组学生姓名： 实验目的：1、掌握集成运算放大器组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。
2、了解集成运算放大器在实际应用中应考虑的一些问题。
实验要求：1、实现两个信号的反向加法运算2、用减法器实现两信号的减法运算3、用积分电路将方波转化为三角波4、实现同相比例运算（选做）5、实现积分运算（选做） 双运算放大器LM358三、 实验须知：1．在理想条件下，集成运放参数有哪些特征？答：开环电压增益很高，开环电压很高，共模抑制比很高，输入电阻很大，输入电流接近于零，输出电阻接近于零。
2．通用型集成运放的输入级电路，为啥均以差分放大电路为基础？ 答：（1）能对差模输入信号放大 （2）对共模输入信号抑制（3）在电路对称的条件下，差分放大具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。
3．何谓集成运放的电压传输特性线？根据电压传输特性曲线，可以得到哪些信息？ 答：运算放大器的电压传输特性是指输出电压和输入电压之比。
4．何谓集成运放的输出失调电压？怎么解决输出失调？ 答：失调电压是直流（缓变）电压，会叠加到交流电压上，使得交流电的零线偏移（正负电压不对称），但是由于交流电可以通过“隔直流”电容（又叫耦合电容）输出，因此任何漂移的直流缓变分量都不能通过，所以可以使输出的交流信号不受失调电压的任何影响。
5．在本实验中，根据输入电路的不同，主要有哪三种输入方式？在实际运用中这三种输入方式都接成何种反馈形式，以实现各种模拟运算？答：反相加法运算电路，反相减法运算电路，积分运算电路。
都为负反馈形式。
专业： 姓名：日期：地点：紫金港 东三--四、实验步骤：1.实现两个信号的反相加法运算实验电路：R′= Rl//R2//RF 电阻R'的作用：作为平衡电阻，以消除平均偏置电流及其漂移造成的运算误差输入信号v s1v s1输出电压v o0.1V，1kHz 0 1.01V0.1V 0.1V 2.03V2.减法器（差分放大电路）实验电路：R1=R2、R F=R3输入信号v s1v s1输出电压v o0.1V，1kHz 0 1.02V0 0.1V 1.03V0.1V 0.1V 0.12mV共模抑制比8503.用积分电路转换方波为三角波实验电路：电路中电阻R2的接入是为了抑制由I IO、V IO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。
集成运算放大器的基本运算电路
集成运算放大器的基本运算电路x本文介绍了集成运算放大器的基本运算电路，包括其结构、功能、特性和应用。
集成运算放大器是一种半导体器件，用于放大电气信号，它有助于提高信号的电压或电流，使信号可以传输到远处。
集成运算放大器具有很多优点，如体积小、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高等。
此外，它还可以实现各种电路设计，如移相器、高通滤波器和低通滤波器等。
本文将详细介绍集成运算放大器的基本运算电路，包括电路结构、工作原理、参数、应用等。
集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）是一种具有可替代性的多输入半导体电路，它可以提高任何一路输入信号的电压或电流，可以实现各种复杂的放大电路。
集成运算放大器的基本电路由一个或多个放大器组成，每个放大器由若干个部件组成，可以形成一个可调节复杂放大电路。
集成运算放大器可分为多晶片、单晶片和小规模集成电路3种类型，根据处理信号的种类和放大系数的大小，它可以分为分立电路、模拟电路和数字电路。
集成运算放大器的输出电压可以大大提高原始信号的电压，并且可以根据输入参数调节输出电压。
集成运算放大器的基本运算电路由放大器、输入端口和输出端口组成。
输入端口由两个端口组成，分别是正输入端口和负输入端口，这两个端口可以接收一个正电压信号和一个负电压信号。
输出端口可以接收较大的电压信号，输出信号与输入信号的相位一致。
此外，很多放大器还具有滞后环节，可以进一步延迟放大器的输出信号，使其同输入信号的相位更为一致。
集成运算放大器的特性取决于其器件和结构，主要特性有：抗干扰能力强、体积小、功耗低、可靠性高等。
此外，集成运算放大器还具有很多类型，如双路放大器、移相器、高通滤波器和低通滤波器等，每种器件都有其特定的应用。
集成运算放大器可用于实现各种电路，如低通滤波器、高通滤波器、移相器等，这些电路有助于提高电路系统的精度和灵敏度，从而实现精确的测量和控制。
此外，它还可以用于实现多种复杂电路，如高阻率电路、低阻率电路和串行/并行电路等。
集成运算放大器基本电路图
集成运算放大器基本电路图一：比例运算电路定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。
分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。
（按输入信号加入不同的输入端分）比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式(1)反向比例电路输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示:输出特性：因为：，所以：从上式我们可以看出：Uo 与Ui 是比例关系，改变比例系数，即可改变Uo 的数值。
负号表示输出电压与输入电压极性相反。
反向比例电路的特点：1.反向比例电路由于有"虚地",因此它的共模输入电压为零.即它对集成运放的共模抑制比要求低2.输入电阻低:r i =R 1.因此对输入信号的负载能力有一定的要求.(2)同相比例电路输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示:输出特性：因为：（虚短但不是虚地）；；所以：改变R f /R 1即可改变Uo 的值，输入、输出电压的极性相同同相比例电路的特点：1.输入电阻高；2.由于(电路的共模输入信号高)，因此集成运放的共模抑制比要求高(3)差动比例电路输入信号分别加之反相输入端和同相输入端,电路图如图(3)所示:它的输出电压为：由此我们可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算。
二：和、差电路（1）反相求和电路它的电路图如图(1)所示:（输入端的个数可根据需要进行调整）其中电阻R'为:它的输出电压与输入电压的关系为：它可以模拟方程：。
它的特点与反相比例电路相同。
它可十分方便的某一电路的输入电阻，来改变电路的比例关系，而不影响其它路的比例关系。
（2）同相求和电路它的电路图如图（2）所示：（输入端的个数可根据需要进行调整）它的输出电压与输入电压的关系为：。
它的调节不如反相求和电路，而且它的共模输入信号大，因此它的应用不很广泛。
（3）和差电路它的电路图如图(3)所示：此电路的功能是对U i1、U i2进行反相求和，对U i3、U i4进行同相求和，然后进行的叠加即得和差结果。
实验13 集成运放组成的基本运算电路
实验13 集成运放组成的基本运算电路一、实验目的：1．掌握集成运放组成的比例、加法和积分等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。
3．掌握在放大电路中引入负反馈的方法。
二、实验内容1．实现两个信号的反相加法运算。
2．实现同相比例运算。
3．用减法器实现两信号的减法运算。
4．实现积分运算。
5．用积分电路将方波转换为三角波。
三、实验准备1．复习教材中有关集成运放的线性应用部分。
2．拟定实验任务所要求的各个运算电路，列出各电路的运算表达式。
3．拟定每项实验任务的测试步骤，选定输入测试信号υS 的类型（直流或交流）、幅度和频率范围。
4．拟定实验中所需仪器和元件。
5．在图9.30所示积分运算电路中，当选择υI ＝0.2V 时，若用示波器观察υO （t ）的变化轨迹，并假定扫速开关置于“1s/div ”，Y 轴灵敏度开关置于“2V/div ”，光点一开始位于屏幕左上角，当开关S 2由闭合转为打开后，电容即被充电。
试分析并画出υO 随时间变化的轨迹。
四、实验原理与说明由集成运放、电阻和电容等器件可构成比例、加减、积分、微分等模拟运算电路。
在这些应用中，须确保集成运放工作在线性放大区，分析时可将其视为理想器件，从而得出输入输出间的运算表达式。
下面介绍几种常用的运算电路：1．反相加法运算电路如图9.27所示，其输入与输出之间的函数关系为：)(2211I f I fO v R R v R R v +-=图9.27 反相加法运算电路 通过该电路可实现信号υI1和υI2的反相加法运算。
为了消除运放输入偏置电流及其漂移造成的运算误差，须在运放同相端接入平衡电阻R 3，其阻值应与运放反相端的外接等效电阻相等，即要求R 3= R l ∥R 2∥R f 。
实验时应注意：（1）为了提高运算精度，首先应对输出直流电位进行调零，即保证在零输入时运放输出为零。
（2）输入信号采用交流或直流均可，但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频率响应和输出幅度的限制。
集成运放基本运算电路实验报告
实验七 集成运放基本运算电路一、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、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 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。
基本运算电路1.12n fRR R R in i i i ++++ΛΛ321= i f于是有V=RRf- (V i1 +V i2 +V i3 +……+V in)如果各电阻的阻值不同，则可作为比例加法器，则有⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-=innfifif VRRVRRVRRVΛΛ22112、减法器是指输出信号为两个输入信号之差的放大器。
用数学关系表示时，可写为：y = x1- x2下图为减法器的基本结构图。
由于 VA= VBffAAi iRVVRVVi=-=-=0112ffiB RRRVV+=12（已知R3= Rf）所以()2110iif VVRRV-=3⎰=xdty这里反馈网络的一个部分用电容来代替电=II4算的结果。
集成运算放大器基本运算电路
集成运算放大器的基本运算电路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。
基本运算电路（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uO＝-ui图1 反相比例运算电路为了减小输入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)同相比例运算电路图2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)ui当R1→∞时，uO=ui，即得到如图3所示的电压跟随器。
图中R2=RF，用以减小漂移和起保护作用。
一般RF取10KΩ，RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
图2 同相比例运算电路图3 电压跟随器(3)反相加法电路电路如图4所示。
图4 反相加法运算电路输出电压与输入电压之间的关系为uO=()R3=R1||R2||RF (4) 减法运算电路对于图5所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式uO=(ui2-ui1)图5 减法运算电路(5)积分运算电路反相积分电路如图6所示。
在理想化条件下，输出电压uo等于uo(t)= —式中“—”号表示输出信号与输入信号反相。
uc(o)是t=0时刻电容C两端的电压值，即初始值。
图6 积分运算电路如果ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设uc(o)=0，则—即输出电压uo(t)随时间增长而线性下降。
显然时间常数R1C的数值大，达到给定的uo值所需的时间就长。
积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限制。
在进行积分运算之前，首先应对运放调零。
为了便于调节，将图中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用帮助实现调零。
但在完成调零后，应将K1打开，以免因R2的接入造成积分误差。
K2的设置一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压uc(o)=0。
集成运放基本运算电路
( R 1 // R ' ) v i2 ] R f
R 2 ( R 1 // R R ' ) v i1 R 2 ( R 1 // R ' ) v i2 ] R f R
R 1 R 1 ( R 2 // R ' ) R 2 R 2 ( R 1 // R ' )
12.4 电压和电流转换电路
12.4.1 电流-电压变换器 12.4.2 电压-电流变换器
12.4.1 电流-电压变换器
图12.10是电流-电压变换器。
由图可知：vO = －iSRf
可见输出电压与输入 电流成比例，输出端的负 载电流：
图12.10电流-电压变换电路
iO
= vO RL
－iSRf RL
R
vo
( Rp R1
Rp Rn
v i1
Rp R2
v i2 )( R
Rf R
Rf
( v i1 R1
v i2 ) R2
Rf Rf
)
当 式中
RRpp RvRon1
vRRRRi1f21n//,// vRRRi22f
// R' 时，
12.1.3 双端输入求和电路
双端输入也称差动输入，双端输入求和运 算电路如图12.03所示。其输出电压表达式的推 导方法与同相输入运算电路相似。
图12.04 数据放大器原理图
解：vs1和vs2为 差模输入信号，为此vo1和vo2也是 差模信号，R1的中点为交流零电位。对A3是双端 输入放大电路。
所以
vo1
(1
R2 R1 /
2
)vS1
vo 2
(1
R2 R1 /
2
)vS2
2.1 集成运放应用-基本运算电路
Vs
VP
+ + I1 R1 Ii VN Rm
流 I M 100 uA .当 R 1 2 M 时，可测的 最大输入电压 V S (max) ?
-
IM
解： V P V S V N , I i 0 , 则有
I M I1 VN R1 VS R1
非线性区
非线性区
线性区
集成运放理想化条件
理想运放的条件
A vo
ri ro 0
运放工作在线性区的特点
vP vN vo Avo 0
虚短路
i P i N 0 虚开路
vP vN
放大倍数与负载无关。分析多 个运放级联组合的线性电路时 可以分别对每个运放进行。
集成运放理想化条件下分析法则
)R3vM R3 R4
+
RP
Av vo vi R2 R1 (1 R3 R2
R3 R3 R2
)
R3 R4
)
应用：用低值电阻实现高电压增益的反相比例运算
(2)该电路作为话筒的前置放大电路，若选R1=51kΩ, R2=R3=390kΩ,当vo=-100vi时，计算R4的值；（3）直接用R2代替 T形网络的电阻时，当R1=51kΩ,Av=-100时，求R2值。
例2.4.1 求图所示电路的输出电压vo2的表达式，并说明该电 路的特点。
R21
R22
vi1
解： v o 1 R 21 1 R1
+
A1
vo1
vi2
R2
+
v i1
R 22 R2
集成运算放大器的基本运算电路
集成运算放大器的基本运算电路
集成运算放大器是一种常用的电子元件，它可以实现多种基本运算电路，如放大、求和、差分、积分等。
在电子电路设计中，集成运算放大器被广泛应用，可以用于信号放大、滤波、比较、控制等方面。
放大电路是集成运算放大器最常见的应用之一。
放大电路可以将输入信号放大到所需的幅度，以便于后续处理。
在放大电路中，集成运算放大器的输入端连接输入信号，输出端连接负载电阻，通过调节反馈电阻的大小，可以实现不同的放大倍数。
放大电路可以应用于音频放大、信号放大等方面。
求和电路是另一种常见的基本运算电路。
求和电路可以将多个输入信号相加，输出它们的和。
在求和电路中，集成运算放大器的多个输入端连接不同的输入信号，输出端连接负载电阻，通过调节反馈电阻的大小，可以实现不同的加权系数。
求和电路可以应用于信号处理、控制等方面。
差分电路是一种将两个输入信号相减的电路。
在差分电路中，集成运算放大器的两个输入端分别连接两个输入信号，输出端连接负载电阻，通过调节反馈电阻的大小，可以实现不同的差分系数。
差分电路可以应用于信号处理、比较等方面。
积分电路是一种将输入信号进行积分的电路。
在积分电路中，集成
运算放大器的输入端连接输入信号，输出端连接电容，通过调节反馈电阻和电容的大小，可以实现不同的积分系数。
积分电路可以应用于信号处理、滤波等方面。
集成运算放大器的基本运算电路包括放大、求和、差分、积分等，它们在电子电路设计中有着广泛的应用。
在实际应用中，需要根据具体的需求选择不同的基本运算电路，并进行合理的电路设计和调试，以实现所需的功能。
实验3.8 集成运算放大器基本运算电路
113实验3.8 集成运算放大器基本运算电路一、实验目的（1）掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等模拟运算电路功能。
（2）熟悉运算放大器在模拟运算中的应用。
二、实验设备及材料函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、实验电路板。
三、实验原理集成运算放大器在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。
1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图3.8.1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：i 1f o U R RU -= （3-8-1）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R ´=R 1||R f 。
实验中采用10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。
2、同相比例运算电路图3.8.2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 1f o )1(U R RU += （3-8-2）当R 1→∞时，U o =U i ，即为电压跟随器。
3、反相加法电路反相加法电路电路如图3.8.3所示，输出电压与输入电压之间的关系为)+(=B 2f A 1f o U R RU R R U - （3-8-3）R ´ = R 1 || R 2 || R f4、同相加法电路同相加法电路电路如图3.8.4所示，输出电压与输入电压之间的关系为：)+++(+=B211A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U（3-8-4）图3.8.3 反相加法运算电路图3.8.2 同相比例运算电路图3.8.1 反相比例运算电路1145、减法运算电路（差动放大器）减法运算电路如图3.8.5所示，输出电压与输入电压之间的关系为：f f o A B 1121 ()()R R R U U U R R R R '=+'+-+当R 1 = R 2，R ´ = R f 时，图3.8.5电路为差动放大器，输出电压为：)(=A B 1f o U U R RU - （3-8-5）6、积分运算电路反相积分电路如图3.8.6所示，其中R f是为限制低频增益、减小失调电压的影响而增加的。
集成运放组成的基本运算电路实验报告
集成运放组成的基本运算电路实验报告【集成运放组成的基本运算电路实验报告】摘要：本实验采用集成运放组成的基本运算电路，通过实际搭建电路和数据测量，验证运算放大器的基本特性和运算电路的功能。
实验结果表明，基本运算电路能够实现加法、减法、放大、求反等基本运算功能，并具有稳定性和线性性。
1. 引言运算放大器是一种具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器，常用于运算电路和信号处理。
本实验采用TL081型集成运放，通过搭建基本运算电路，验证其基本特性和功能。
2. 实验仪器与材料2.1 实验仪器- 示波器- 信号发生器- 直流电源- 电阻箱- 万用表2.2 实验材料- TL081集成运放- 电阻、电容3. 实验过程3.1 实验电路搭建根据实验要求，搭建如下基本运算电路：- 加法电路- 减法电路- 放大电路- 反相电路3.2 电压测量使用万用表测量电路中各节点的电压值，记录在实验数据表格中。
3.3 实验数据处理根据测得的电压值，计算放大倍数、增益、输入输出电压关系等，绘制相应的实验曲线和图表。
4. 实验结果与分析根据实验数据处理的结果，得到以下实验结果和分析：4.1 加法电路通过测量加法电路中各节点的电压，计算得到输入电压与输出电压的关系，实验结果显示加法电路能够实现两个输入电压的相加功能，并对输入电压进行放大。
4.2 减法电路减法电路采用了反相输入，通过测量各节点电压，计算得到输入电压与输出电压的关系，实验结果表明减法电路能够实现两个输入电压的相减功能，并对输入电压进行放大。
4.3 放大电路通过测量放大电路中各节点的电压，计算得到输入电压与输出电压的关系，实验结果显示放大电路能够对输入电压进行放大，并具有一定的放大倍数。
4.4 反相电路反相电路采用了反相输入，通过测量各节点电压，计算得到输入电压与输出电压的关系，实验结果表明反相电路能够实现输入电压的反向输出，并对输入电压进行放大。
5. 结论与总结通过实际搭建基本运算电路并进行数据测量，本实验验证了集成运放的基本特性和运算电路的功能。
集成运算放大器组成的基本运算电路
运放电源的提供
第 第 第 一 二 三 组 组 组 + － + － + －
＋12V 电路的地 -12V
直流信号
由左图可知，741运放使用 双电源。直流源可提供3组直 流电压输出。将两组都调为 12V输出。将1组端(-)连2组 (+)，此为地端；1组(+)为 +12V；2组(-)为－12V。第三 组用来提供输入信号
同相比例运算电路
u o (1 A Vf uo ui
Rf R1
)u i Rf R1
1
实验内容
1) 2)
按图连接实验电路。 接通电源，调零之后在同相输入端加直流信 号ui，完成表2.30 。
两输入情形的处理
-2V 2V 直流电源提供三组 电源，其中两组提供 运放的双电源，第三 组提供输入信号。在 直流电源 进行下面的加、减法 运算实验时，需要两 第三组 个输入信号。此时可 以采用1k电位器分压 来解决。注意， |U1|>|U2|。 -1V 1V
集成运算放大器组成的基本运算电路
这里的运算是指：电路的输出电压为输入信 号的和、差、倍数等。这里输入测量 时采用的输入是直流信号；在定性观察输出 波形时，采用的输入是交流信号。请大家在 实验中注意分别。
集成运算放大UA741管脚说明
2脚—反相输入端 3脚—同相输入端 4脚—负电源 7脚—正电源 6脚—输出 1、5脚接调零电位器
电路图
3.积分运算电路
实验内容
1) 2)
按图连接实验电路。 接通电源，调零之后，输入ui接矩形波，其 幅值为1V，频率为1kHz,观察输出波形，描 绘出曲线uo=f(t)。
集成运放的基本运算电路
电路图
3.反相加法运算电路
集成运放的基本运算电路
实验2.3 集成运放的基本运算电路一、实验目的1、进一步熟悉THM-4模拟电路实验箱面板布局。
2、深入理解集成运放工作于线性区的条件与特点。
3、掌握用集成运算放大器组成电压跟随器、比例、求和电路的特点及性能。
4、学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验原理由于集成电路运放通常都具有极高的差模电压增益，欲使其稳定工作于线性状态下，必须加入深度负反馈，否则它必将工作于非线性状态。
图2.3.1(a)所示是在集成运放中引入了电压负反馈的电路，（b ）则是其理想化后的闭环电压传输特性。
由此可见，假设A f =2，输入电压U i 不超出-5V —+5V 的范围,则运放将稳定工作于线性区A0B 内,当U i 超出线性范围时，集成运放将进入饱和状态，输出保持为最大值不变（其大小决定于电源电压）。
对于这一点，有时容易忽视甚至误解，以为在集成运放中加入负反馈后，其输出就会随输入而无限增加，这是必须加以注意的。
图2.3.1(b) 闭环电压传输特性(a) 引入电压负反馈集成运放电路U iU o对于理想化了的运放，当它工作于线性状态下时具有两个十分突出的特点。
其一是“虚断”，即I +=I -=0；其二是“虚短”，即U +=U -（在反相输入同相接地电路中因U +=0，故“虚短”又可引伸为“虚地”）。
不管电路结构形式如何复杂，均可根据这两个特点推导出输出与输入之间的函数关系。
例如在图2.3.1（a ）中，由于I +=I -（I -=0），U -=0（虚地），故有这就是反相放大器的闭环电压传输特性。
其中称为闭环电压放大倍数。
实际运行与理想运放之间总存在一定的差异，故在实际使用中常采用一些措施以减小它的误差，提高其运算精度。
经常采用的一个措施是加入平衡电阻R ，以保证实际运放的反相与同相输入端对地的等效电阻相等，从而使其处于对称与平衡工作状态，减小由输入偏置电流引入的误差。
其次是防自激，运放在使用中有时会产生自激，此时即使U i =0，也会产生一定的交流输出、使运放无法正常工作。
集成运算放大器的基本运算电路
集成运算放大器的基本运算电路：从入门到精通集成运算放大器（Op Amp）是现代电路设计中不可或缺的一部分。
它不仅应用广泛，而且其基本运算电路掌握起来相对容易。
下面我们将从入门到精通，详细讲解Op Amp的基本运算电路。
一、基本概念Op Amp是一种特殊的放大器，它的运算功能主要包括放大、求反相、求同相等等。
它通常由一个差分放大器和一个后级输出阶段组成。
Op Amp由于主要应用于线性电路中，因此它的线性度、带宽及噪声等参数都非常重要。
而根据Op Amp的运算特性，我们可以将其分为基本运算电路，包括反相放大电路、同相放大电路、差分放大电路、积分电路、微分电路、纹波功能放大电路等。
二、反相放大电路反相放大电路是Op Amp中最基本的一种电路，通过输入信号与反馈电路的串联，将输入信号放大后输出。
反相放大电路的电压增益与反馈电阻之比成反比，因此我们可以通过选择合适的反馈电阻，调节电压增益的大小。
具体的电路图及分析方法详见相关书籍。
三、同相放大电路同相放大电路的输入信号与反馈信号同相，因此同增益的比例很难调整，但其却是实现微小信号放大的好选择。
同相放大电路常用于信号放大后的滤波电路中。
四、差分放大电路差分放大电路的输入信号分别输入到Op Amp的两个输入端口上，它可以实现输入信号对Op Amp的控制，因此是实现微小信号放大的另一种选择。
五、积分电路积分电路主要用于信号积分运算。
输入电压纹波大小随着积分电容器的电压增加而不断增加，因此有时也被称为“积分放大器”。
六、微分电路微分电路主要用于实现对信号的微分运算。
微分器的C和R分别与输入端和输出端相连，因此其输出电压变化率与输入信号电压变化率成正比。
微分器广泛应用于信号处理、调节和控制等领域。
七、纹波功能放大电路纹波功能放大电路可以将输入电压经过定幅、整流等放大后输出。
它主要应用于滤波电路中，可以被看做是反相放大与同相放大电路的结合体。
以上就是Op Amp基本电路的介绍，希望对初学者有所启发。
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。
集成运算放大器的基本运算电路
集成运算放大器的基本运算电路《集成运算放大器的基本运算电路》一、简介集成运算放大器（Integrated Circuit Operational Amplifier，简称ICOpamp）是一种功能最为广泛最为重要的放大器，是用来实现幅度放大、均衡、限幅等功能的放大电路，是一种双端输入、单端输出、高增益（G >1000）、低压抗（≤20V）的电路，它可以高效地驱动大电流，提供高灵敏度，具有较低的噪声水平，是数字仪器仪表、信号发生器、电子脉冲变换器等的重要元件。
二、基本电路集成运算放大器的基本电路可以分为四部分：输入放大部分; 电压增益控制部分; 输出放大部分; 和信号跟踪部分。
1、输入放大部分输入放大部分由输入放大漏极，信号增益控制部分由电压增益控制漏极和电容组成，输出放大部分由输出放大源极和输出电容组成，信号跟踪部分由高速信号动态补偿电路组成。
2、电压增益控制部分电压增益控制部分的功能是控制增益，输出信号的幅值与此部分的输入电压成正比，因此所组成电路越复杂，其增益控制动态范围就越大。
3、输出放大部分输出放大部分的功能是把微弱的输入信号放大到较大的幅度，由输出放大源极和输出电容组成，它是集成运算放大器的主要部分，也是它的性能的关键。
4、信号跟踪部分信号跟踪部分的功能是保持输出电平的稳定，当由于外部因素影响把输入信号的幅度和相位变化时，信号跟踪部分使得输出电平与之保持平衡，以保证输出信号的稳定性和准确性。
三、优缺点1、优点集成运算放大器具有体积小、成本低、灵敏度高、动态范围大、高增益等优点，使它在半导体放大器中占据重要地位。
2、缺点集成运算放大器也有一定的缺点，如输入偏置电流较大，输入偏置电容较大，噪声较大，通带幅值较小等。
实验13 集成运放组成的基本运算电路
实验13 集成运放组成的基本运算电路一、实验目的：1．掌握集成运放组成的比例、加法和积分等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。
3．掌握在放大电路中引入负反馈的方法。
二、实验内容1．实现两个信号的反相加法运算。
2．实现同相比例运算。
3．用减法器实现两信号的减法运算。
4．实现积分运算。
5．用积分电路将方波转换为三角波。
三、实验准备1．复习教材中有关集成运放的线性应用部分。
2．拟定实验任务所要求的各个运算电路，列出各电路的运算表达式。
3．拟定每项实验任务的测试步骤，选定输入测试信号υS 的类型（直流或交流）、幅度和频率范围。
4．拟定实验中所需仪器和元件。
5．在图9.30所示积分运算电路中，当选择υI ＝0.2V 时，若用示波器观察υO （t ）的变化轨迹，并假定扫速开关置于“1s/div ”，Y 轴灵敏度开关置于“2V/div ”，光点一开始位于屏幕左上角，当开关S 2由闭合转为打开后，电容即被充电。
试分析并画出υO 随时间变化的轨迹。
四、实验原理与说明由集成运放、电阻和电容等器件可构成比例、加减、积分、微分等模拟运算电路。
在这些应用中，须确保集成运放工作在线性放大区，分析时可将其视为理想器件，从而得出输入输出间的运算表达式。
下面介绍几种常用的运算电路：1．反相加法运算电路如图9.27所示，其输入与输出之间的函数关系为：)(2211I f I fO v R R v R R v +-=图9.27 反相加法运算电路 通过该电路可实现信号υI1和υI2的反相加法运算。
为了消除运放输入偏置电流及其漂移造成的运算误差，须在运放同相端接入平衡电阻R 3，其阻值应与运放反相端的外接等效电阻相等，即要求R 3= R l ∥R 2∥R f 。
实验时应注意：（1）为了提高运算精度，首先应对输出直流电位进行调零，即保证在零输入时运放输出为零。
（2）输入信号采用交流或直流均可，但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频率响应和输出幅度的限制。
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三、实验设计要求
要求根据实验原理设计反相加法运算电路、减法运算电路、积分运算电路，并设计数据记录表格。
1、整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。
2、将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。
3、分析讨论实验中出现的现象和问题。
由于VA= VB
（已知R3= Rf）
所以
3、积分器是指输出信号为输入信号积分后的结果，用数学关系表示为：
右图是最基本的积分器的结构图。这里反馈网络的一个部分用电容来代替电阻，则有：
上式表示了输出信号是输入信号积分的结果。
4、微分器。微分是积分的反运算，微分器是指输出信号为输入信号微分运算的结果。用数学式子表示为：
答；实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
?误差分析
1.?在测定时，我们只测量了一次，没有多次测量取平均值。可能会给实验带来一定的误差。
2.?由于实验器材的限制，手动调节，存在较大误差，
3.?本次试验使用了示波器，实验仪器自身会产生误差；
4.实验电路板使用次数较多，电阻值、电容值会有误差；?
实验七集成运放基本运算电路
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、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。
示波器读数
毫伏表读数
示波器读数
毫伏表读数
示波器读数
UA
0.49
1.34
0.99
2.80
1.48
7.00
UB
0.33
0.90
0.66
2.00
0.99
2.90
V0（理论值）
1.60
5.00
3.33
9.98
5.00
13.20
V0（测量值）
1.65
5.40
3.36
9.00
4.56
14.00
六、思考题
为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？
3. 减法运算电路
表5-1
Ui
0.3 V
0.4 V
0.5 V
毫伏表读数
示波器读数
毫伏表读数
示波器读数
毫伏表读数
示波器读数
V0（理论值）
3
8.48
4
11.32
5
14.14
V0（测量值）
3.0
9.2
3.8
12.0
5.0
15.1
表5-2
Ui
0.1 V
0.2 V
0.3 V
毫伏表读数
示波器读数
毫伏表读数
示波器读数
毫伏表读数
示波器读数
UA
0.10
0.30
0.20
0.58
0.30
0.80
UB
0.07
0.20
0.13
0.38
0.21
0.56
V0（理论值）
1.00
2.82
2.00
5.65
3.00
8.48
V0（测量值）
1.53
3.75
2.37
7.17
3.25
10.24
表5－3
Ui
0.5 V
1.0 V
1.5 V
毫伏表读数
实验提示：实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
四、实验参考方案
1.反相比例放大电路
2. 反相加法运算电路
1)按下图连接实验电路。
2)调节信号源的输出。用交流毫伏表或示波器测量输入电压Vi及A、B点电压VA和VB，及输出电压VO，数据记入表5－2。
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.加法器是指输出信号为几个输入信号之和的放大器。用数学式子表示为：
理பைடு நூலகம்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性：
（1）输出电压UO与输入电压之间满足关系式
UO＝Aud（U+－U－）
y = x1+ x2+ …… + xn
i1+ i2+ i3+…… + in= if
= if
于是有V0= (Vi1+Vi2+Vi3+……+Vin)
如果各电阻的阻值不同，则可作为比例加法器，则有
2、减法器是指输出信号为两个输入信号之差的放大器。用数学关系表示时，可写为：y = x1- x2
下图为减法器的基本结构图。