集成运算放大器的基本应用
实验四集成运算放大器的基本应用
实验波形分析
实验误差分析
在实验过程中，我们计算了测量结果的 误差，并分析了误差来源，如电源噪声 、电阻值误差和测量仪器误差等。
通过示波器观察输入和输出信号的波 形，我们分析了放大器的频率响应、 相位失真和线性范围等特性。
实验结论
集成运算放大器具有高放大倍数、 低失真和低噪声等优点，适用于
多种信号处理和放大应用。
放大和
集成运算放大器通过内部晶体管的组 合和反馈电路，实现对输入信号的放 大。
输出级通常采用推挽输出电路，以提 供较大的输出电流和电压，满足各种 应用需求。
直流和交流性能指标
直流性能指标包括开环增益、输入电阻、输出电阻等，这些指标决定了运算放大 器的静态性能。
交流性能指标包括带宽增益乘积、相位裕度、单位增益频率等，这些指标决定了 运算放大器的动态性能。
REPORTING
反相器和同相器的性能指标 主要包括电压放大倍数、输 入电阻和输出电阻。
电压放大倍数表示输出电压 与输入电压的比值，输入电 阻和输出电阻则影响信号的 传输效果，这些参数对于反 相器和同相器的性能评估具 有重要意义。
2023
PART 04
集成运算放大器的非线性 应用
REPORTING
电压比较器
总结词
2023
实验四：集成运算放 大器的基本应用
https://
REPORTING
2023
目录
• 引言 • 集成运算放大器的工作原理 • 集成运算放大器的线性应用 • 集成运算放大器的非线性应用 • 实验步骤和注意事项 • 实验结果和结论 • 参考文献
2023
PART 01
集成运算放大器由输入级、中间级和输出级三部分组成，其中输入级是差分放大电 路，中间级是电压放大电路，输出级是功率放大电路
集成运算放大器的基本应用实验数据
文章标题：深度解析集成运算放大器的基本应用实验数据在电子电路领域中，集成运算放大器（简称运放）是一种非常重要的器件。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，被广泛应用于信号放大、滤波、比较、积分等电路中。
本文将结合实验数据，深入探讨集成运算放大器的基本应用，并分析其在电子电路中的重要性。
1. 实验数据搜集与整理在进行深度分析之前，我们首先需要收集和整理一些集成运算放大器的基本应用实验数据。
通过搭建不同的电路实验，我们可以得到运放在不同工作条件下的输入输出特性、增益、频率响应等数据。
这些实验数据将为我们进一步的分析提供有力的支持。
2. 电压跟随器实验数据分析我们进行了电压跟随器实验，并记录了不同输入电压条件下的输出电压。
通过分析这些实验数据，我们可以得到电压跟随器的输入输出特性曲线，了解其在不同输入条件下的响应情况。
从实验数据中我们可以发现，电压跟随器在一定范围内能够有效地跟随输入电压变化，从而实现信号放大和跟随的功能。
3. 反相放大器实验数据分析接下来，我们进行了反相放大器的实验，并记录了其在不同输入信号下的输出情况。
通过对实验数据的分析，我们可以得到反相放大器在不同增益下的输出特性曲线，以及其在不同频率下的响应情况。
实验数据表明，反相放大器具有良好的线性放大特性，并且在一定频率范围内能够实现稳定的放大功能。
4. 比较器实验数据分析除了常见的放大功能外，运放还可以被应用于比较器电路中。
我们进行了比较器实验，并记录了不同输入信号下的输出情况。
通过对比实验数据，我们可以得到比较器的阈值电压、输出翻转情况以及在不同工作条件下的响应特性。
实验数据显示，比较器能够快速、准确地对输入信号进行比较，并输出相应的逻辑信号。
5. 总结与个人观点通过对集成运算放大器的基本应用实验数据进行深入分析，我们可以更好地理解其在电子电路中的重要作用。
实验数据的分析为我们提供了直观、具体的数据支持，帮助我们更全面、深入地了解运放的工作特性。
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。
实验二集成运算放大器的基本应用
实验二 集成运算放大器的基本应用—— 模拟运算电路一、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、实验仪器1、 双踪示波器2、 万用表3、 交流毫伏表4、 信号发生器 三、电路理论回顾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、 反相比例运算电路电路如图11-1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 FO U R R U 1-= （11-1）图11-1 反相比例运算电路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 2=R 1∥R F 。
2、 反相加法电路图11-2 反相加法运算电路电路如图11-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)(2211i F i F O U R RU R R U +-= R 3=R 1∥R 2∥R F （11-2） 3、 同相比例运算电路图11-3（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 FO U R R U )1(1+= R 2=R 1∥R F （11-3） 当R1→∞时，U O =U i ，即得到如图11-3（b ）所示的电压跟随器。
图中R 2=R F ，用以减小漂移和起保护作用。
一般R F 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
图11-3 同相比例运算电路4、 差动放大电路(减法器)对于图11-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF 时，有如下关系式： )(1120i i U U R RFU -=（11-4）图11-4 减法运算电路5、 积分运算电路图11-5 积分运算电路反相积分电路如图11-5所示。
在理想化条件下，输出电压U 0等于 001()(0)ti C U t U dt U RC =-+⎰ （11-5） 式中U C (0)是t=0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
最新实验五集成运算放大器的基本应用
实验五集成运算放大器的基本应用实验五集成运算放大器的基本应用(I)─模拟运算电路─一、实验目的1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚2、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。
3、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) 反相比例运算电路电路如图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 //R F。
图8－1 反相比例运算电路图8－2 反相加法运算电路2) 反相加法电路电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)URRURR(Ui22Fi11FO+-= R3＝R1 //R2 //R Fi1FOURRU-=3) 同相比例运算电路图8－3(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8－3(b)所示的电压跟随器。
实验五集成运算放大器的基本应用
0.5V
实验内容
2. 同相输入比例运算
参照反相输入比例运算的电路。
Ui(V) UO(V)
Ui波形
Ui波形
AV 实验值 计算值
0.5V
实验内容
3. 反相输入求和运算
按实验原理中所示电路接线，接通 电源。从实验箱的直流信号源引入输入 信号Ui，测量对应的输出信号UO的值 ，算出AV，将实验值与理论值相比较 ，分析误差产生的原因。
Vo - Vi = Vi
RF
R1
Vo = (1+ RF )Vi
R1
Avf
= Vo Vi
=1+RF R1
返回
1. 反相比例放大器
示波器
直流稳压电源 地 -15V +15V
CH1+
CH1-
函数信号发生器
9.1K
共地
1
10K
2
3
－4
8
7＋ RF=100K
6 5
CH2-
CH2+ 示波器
2. 同相比例放大器
实验五：集成运算放大器 的基本应用
电子技术基础 实验
一、实验目的
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容
1．掌握使用集成运算放大器 构成反相输入比例运算电路、 同相输入比例运算电路、反 相加法运算电路、减法运算 电路的方法；
2．进一步熟悉该基本运算电 路的输出与输入之间的关系。
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容
2. 同相比例放大器
3. 反相输入求和运算
4. 减法运算
1
8
2
7＋
3
6
－4
5
集成运算放大器的放大原理
反相比例运算放大器
集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告
集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告实验目的：1. 学习集成运算放大器的基本应用；2. 掌握模拟运算电路的基本组成和设计方法；3. 理解反馈电路的作用和实现方法。
实验器材：1. 集成运算放大器OP07；2. 双电源电源供应器；3. 多用途万用表；4. 音频信号发生器；5. 电容、电阻、二极管、晶体管等元器件。
实验原理：集成运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、具有巨大开环增益的差分放大器。
在应用中，我们通常通过反馈电路来控制放大器的增益、输入输出阻抗等特性，从而使其实现各种模拟运算电路。
常用的反馈电路有正向电压反馈、负向电压反馈和电流反馈等。
各种反馈电路的实现方法有所不同，但基本思想都是引入一个反馈回路来控制电路的传递函数，从而实现对电路特性的控制。
实验内容：1. 非反相比例放大电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
2. 非反相积分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
3. 非反相微分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
4. 反相比例放大电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
5. 反相积分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
6. 反相微分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
7. 增益和带宽测试选择合适的集成运算放大器，按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
实验数据及分析：根据实验中所得到的数据，可以绘制出放大倍数和频率的曲线图，从中可以看出电路的增益特性和带宽特性。
实验结论：通过本次实验，我们学习了集成运算放大器的基本应用，掌握了模拟运算电路的基本组成和设计方法，理解了反馈电路的作用和实现方法，同时也提高了我们的实验操作能力。
集成运算放大器的基本应用
第7章集成运算放大器的基本应用7.1集成运算放大器的线性应用7.1.1比例运算电路7.1.2加法运算电路7.1.3减法运算电路7.1.4积分运算电路7.1.5微分运算电路7.1.6电压一电流转换电路7.1.7电流一电压转换电路7.1.8有源滤波器♦7. L 9精密整流电路7.2集成运放的非线性应用7. 2.1单门限电压比较器7. 2.2滞回电压比较器7.3集成运放的使用常识7. 3.1合理选用集成运放型号7. 3.2集成运放的引脚功能1. 3.3消振和调零7. 3.4保护本章重点：1.集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器2.集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器本章难点：1.虚断和虚短概念的灵活应用2.集成运算放大器的非线性应用3.集成运算放大器的组成与调试集成运算放大器（简称集成运放）在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。
从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。
从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。
7.1集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用加法运算电路电流超转7. L 1比例运算电路1.同相比例运算电路反馈方式：电压串联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断比例运算电路同相比例运算电路（点击查看大图〉集成运算旗大器的线性应用虚短: a 二a 二Ui虚断:O ZZi电压放大倍数：辰—1+鱼吗只\平衡电阻后尼必2.反相比例运算（点击査看大图）反馈方式：电压并联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断0 （虚断）U-二0, u-=u-=0（虚地）a电压放大倍数：例题：凡二10k ,斥二20k , 口二TV。
求：u°、Rx说明凡的作用，&应为多大？21更相比例运算（点击査看大图）A=-^ = -^ = -2 解： 召1°兔二&珀二二2F凡为平衡电阻（使输入端对地的静态电阻相等）:R F RE 特点：共模输入电压二0, （u-=L^=0）缺点：输入电阻小（氏二丘）7.1. 2 加法运算电路反相加法器（点击査看大图）1-=2^= 0 （虚断） U-二 0, u-=u-=0 （虚地）+ iz=ifRr”(吗］+叱)平衡电阻:胎Rd/ RJ/R,【例】在上图电路中，设R ：=220k Q ,运放的最大输出电压U OPP 二12V , 电路的输出电压为确定&、R ：和卍的阻值;若Ui2=0. 5V ,求U"的允许变化范围。
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一、实验目的。
本实验旨在通过对集成运算放大器的基本应用进行实验操作，加深对集成运算放大器的工作原理和基本应用的理解，掌握集成运算放大器的基本特性和应用技巧，提高实验操作能力和动手能力。
二、实验仪器与设备。
1. 集成运算放大器实验箱。
2. 示波器。
3. 直流稳压电源。
4. 电阻、电容等元器件。
5. 万用表。
6. 示波器探头。
三、实验原理。
集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种高增益、直流耦合的差动放大器，具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定、频率响应宽等特点，广泛应用于模拟电路中。
在本实验中，我们将学习集成运算放大器的基本特性和应用技巧，包括集成运算放大器的基本参数、基本电路和基本应用。
四、实验内容。
1. 集成运算放大器的基本参数测量。
a. 输入失调电压的测量。
c. 增益带宽积的测量。
2. 集成运算放大器的基本电路实验。
a. 非反相放大电路。
b. 反相放大电路。
c. 比较器电路。
d. 电压跟随器电路。
3. 集成运算放大器的基本应用实验。
a. 信号运算电路。
b. 信号滤波电路。
c. 信号调理电路。
五、实验步骤。
1. 连接实验仪器与设备，按照实验要求进行电路连接。
2. 分别测量集成运算放大器的输入失调电压、输入失调电流和增益带宽积。
3. 搭建集成运算放大器的基本电路，观察输出波形并记录实验数据。
4. 进行集成运算放大器的基本应用实验，观察输出波形并记录实验数据。
六、实验数据与分析。
1. 输入失调电压测量数据。
输入失调电压，0.5mV。
平均输入失调电压，0.55mV。
2. 输入失调电流测量数据。
输入失调电流，10nA。
输入失调电流，12nA。
平均输入失调电流，11nA。
3. 增益带宽积测量数据。
增益带宽积，1MHz。
4. 实验数据分析。
通过测量数据的分析，我们可以得出集成运算放大器的输入失调电压较小，输入失调电流也较小，增益带宽积较大，符合集成运算放大器的基本特性。
实验3.6集成运算放大器的基本应用(模拟运算电路)
实验3.6 集成运算放大器的基本应用（模拟运算电路）
目的原理内容
特别注意：
实验之前先检查电路板中是否安装了集成块，集成块的安装是否正确。
（如图所示，集成块的管脚要安装正确。
）
（接线时要记住，所有仪器都要共地！）
1、反相比例运算电路。
按图3.6.1连接实验电路，不用调零。
表3.6.1的波形，实测值和计算值（简略的计算过程）。
（如果确定电路正确，实测值和理论值完全不符，那么可能集成块是坏的。
请更换新的集成块。
）
2、同相比例运算电路。
不用调零，分为实验（1）和（2），要记录两行数据！
表3.6.2的波形、实测值和计算值（简略的计算过程）。
3、反相加法运算电路。
按图3.6.2连接实验电路。
不用调零。
输入信号直接使用两个变化范围在-5~+5的直流信号源，直流信号源的接地端与直流稳压电源的接地端相同（黑色端口，标有“地”）。
将两个直流电源的电压值控制在-0.5~+0.5之间，改变两个直流电源的电压，得到一系列不同的U i1和U i2，并测得相应的Uo，记入表3.6.3。
总结测量数据有什么规律。
集成运算放大器的基本应用2─波形发生器─
04
集成运算放大器波形发 生器的调试与优化
集成运算放大器波形发生器的调试
输入信号的调整
通过调整输入信号的幅度和频率，观察波形发生器的输出是否符 合预期。
偏置电压的调整
调整偏置电压，确保波形发生器的输出稳定且无失真。
反馈电阻的调整
通过调整反馈电阻，改变波形发生器的增益和带宽，以获得最佳性 能。
集成运算放大器波形发生器的优化建议
方波发生器的占空比由运放的反馈网络决定，通过调整反 馈网络的电阻和电容值可以调节输出方波的占空比。
集成运算放大器在三角波发生器中的应用
三角波发生器利用运放的线性放大区 和非线性区，通过RC电路和比较器的 组合，将输入的三角波信号进行放大 和整形，输出稳定的三角波。
三角波发生器的频率由RC电路的时间 常数决定，通过改变RC值可以调节输 出三角波的频率。同时，通过调整比 较器的阈值电压可以调节三角波的顶 底值。
方波发生器
产生方波信号，具有陡峭的上升沿和下降沿，常 用于数字电路的测试。
三角波发生器
产生三角波信号，常用于模拟电路的测试和校准。
波形发生器的应用
信号源
01
波形发生器可以作为信号源，为各种电子设备和系统提供所需
的信号。
测试和校准
电子设备和系统，如示波
器、频谱分析仪等。
02
它能够实现对微弱信号的放大、 隔离和传输等功能，广泛应用于 信号处理、通信、测量等领域。
集成运算放大器的基本结构
01
集成运放通常由输入级、 中间级和输出级三部分 组成。
02
输入级通常采用差分放 大电路，能够抑制零点 漂移，提高电路的共模 抑制比。
03
中间级主要对信号进行 电压放大，通常采用共 射放大电路。
集成运算放大器的基本应用实验
集成运算放大器的基本应用实验集成运算放大器（Operational Amplifier, 简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的基本器件。
它具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益大、频率响应宽等优点，被广泛应用于信号放大、滤波、求和、差分等电路中。
本文将介绍Op-Amp的基本应用实验。
一、Op-Amp的基本特性实验为了了解Op-Amp的基本特性，我们可以进行如下实验。
首先，将Op-Amp的正电源和负电源分别接到电源上，再将其输出端接到示波器上。
此时，我们可以观察到输出端的电压为0V。
这是因为Op-Amp的差模输入端对于共模信号具有高的抑制能力，所以即使输入端有微弱的共模信号，也会被Op-Amp抑制掉，输出端的电压保持为0V。
接下来，我们可以将正输入端和负输入端分别接到同一电压源上，此时输出端的电压为0V。
这是因为Op-Amp的增益极高，在没有输入差分信号的情况下，输出端的电压应该为0V。
二、Op-Amp的非反馈放大电路实验Op-Amp的非反馈放大电路是一种最简单的Op-Amp电路。
其电路图如下所示：我们可以将输入端接到信号源上，输出端接到示波器上，通过调节信号源的幅值来观察输出端的电压变化。
此时，我们可以观察到输出端的电压是输入端信号的放大倍数。
例如，如果我们输入1V的正弦信号，调节放大倍数为10倍，则输出端的电压为10V的正弦信号。
三、Op-Amp的反馈放大电路实验Op-Amp的反馈放大电路是一种常见的Op-Amp电路。
其电路图如下所示：我们可以将输入端接到信号源上，输出端接到示波器上，通过调节反馈电阻的大小来观察输出端的电压变化。
此时，我们可以观察到输出端的电压是输入端信号的放大倍数，且放大倍数与反馈电阻的大小成反比例关系。
例如，如果我们输入1V的正弦信号，调节反馈电阻为1kΩ，则输出端的电压为10V的正弦信号。
四、Op-Amp的积分电路实验Op-Amp的积分电路是一种常见的Op-Amp电路。
实验3集成运算放大器的基本应用
规范操作
在实验过程中，严格遵守操作规范， 避免对设备造成不必要的损害。
07 总结与展望
实验总结
实验目的
通过搭建集成运算放大器的基本 应用电路，掌握运算放大器的工 作原理、性能指标及基本分析方 法。
实验内容
设计并搭建反相、同相及差分放 大电路，观察并分析电路输入输 出特性，验证运算放大器的线性 放大功能。
无输出或输出异常 检查电源是否接通，以及电源电压是否符合要求。
检查输入信号是否正常，如有问题则调整信号源。
常见故障及排除方法
• 检查电路连接是否正确，如有虚焊或短路现象应及时修复。
常见故障及排除方法
01
02
03
04
放大倍数不准确
检查反馈电阻的阻值是否准确 ，如有偏差应更换。
检查输入电阻和输出电阻的阻 值是否合适，如不合适应调整
06 注意事项与故障排除
实验安全注意事项
电源安全
确保实验电源稳定且符合设备要求，避免过高或过低的电压导致 设备损坏或引发危险。
操作规范
按照实验指导书和教师指导进行操作，不要随意更改电路连接或 参数设置。
防静电措施
在操作过程中，采取防静电措施，如佩戴防静电手环，避免静电 对设备造成损害。
常见故障及排除方法
运算放大器的应用电路
除了基本的反相、同相和差分放大电路外，运算 放大器还可以构成积分器、微分器、比较器等复 杂电路，实现更多功能。
对未来研究的建议
深入研究运算放大器的性能指标
针对不同应用场景，研究如何优化运算放大器的性能指标，提高电 路性能。
探索新型运算放大器
随着半导体技术的发展，探索具有更高性能、更低功耗的新型运算 放大器，满足未来电子系统的需求。
3.集成放大器的基本应用
（5）验证输出信号与输入信号的幅度是否相等。 （6）逐渐提高输入信号 V 的幅度，记录相应输出电 压 V 值。注意观测放大器饱和时的输出电压幅度， 此时增益将偏离1。 （7）将输入电压恢复为1.0V，用实验三的方法测量 跟随器的传递函数（增益和相移随频率的变化）， 并画成Bode图。测量频率范围：10Hz~2MHz， 频率较低时每10倍为一个测量点，当幅度和相位 变化明显时、每逢1-2-5为一个测量点。
管脚④ 负电源端 VEE 管脚⑤ 失调调零端 管脚⑥ 输出端 管脚⑦ 正电源端 管脚⑧ 空脚 VCC 图4-1(b)给出的是开环增益的频率响应图，图 4-1(c)是μA741运算放大器失调电压调零接线图。
(a)
（b）
图4-1
(c)
2、集成运放基本应用电路 集成运放的开环差模电压增益Avd很大，但受温度 影响明显、很不稳定，而且开环运用时运算放大器的 频带很窄，如μA741只有7Hz左右，显然难以满足交 流信号的放大要求。要使集成运放实现信号的稳定放 大，加反馈网络构成深度负反馈电路是必要条件。采 用负反馈构成闭环电路虽然会降低电压增益，但可以 提高电压增益的稳定性，可将频带扩展到 (1 A )倍，这 里 是反馈网络的反馈系数。另外深度负反馈还可以 改善输入电阻、输出电阻等，使它们接近理想。
技术指标 开环差模电压增益 Avd 输入电阻 Ri
理想值
实际值范围
5103 ~5106 106Ω~1015Ω∞源自∞输出电阻共模抑制比
Ro
CMRR
0
∞
5Ω~500Ω
90dB ~140dB
摆率
SR
fT
∞
∞
0.2V/μs~50V/μs
0.1MHz~60MHz
单位增益带宽
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实验十一 集成运算放大器的基本应用—— 模拟运算电路一、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、实验仪器1、双踪示波器2、万用表3、交流毫伏表4、信号发生器三、实验原理在线性应用方面，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、 反相比例运算电路电路如图11-1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 FO U R R U 1-= （11-1）U iO图11-1 反相比例运算电路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 ，此处为了简化电路，我们选取R2=10K 。
2、反相加法电路U OU图11-2 反相加法运算电路电路如图11-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)(2211i F i F O U R RU R R U +-= R 3=R 1∥R 2∥R F （11-2） 3、同相比例运算电路图11-3（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 FO U R R U )1(1+= R 2=R 1∥R F （11-3） 当R1→∞时，U O =U i ，即得到如图11-3（b ）所示的电压跟随器。
图中R2=R F ，用以减小漂移和起保护作用。
一般RF 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
(a)同相比例运算 (b)电压跟随器图11-3 同相比例运算电路4、差动放大电路(减法器)对于图11-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=R F 时，有如下关系式： )(1120i i U U R RFU -=（11-4）图11-4 减法运算电路5、积分运算电路-+2347156U OU iR1100K R21MR FC10.1uF+C2100uF100KU1图11-5 积分运算电路反相积分电路如图11-5所示。
在理想化条件下，输出电压U 0等于 001()(0)ti C U t U dt U RC=-+⎰ （11-5） 式中U C (0)是t=0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
如果U i (t)是幅值为E 的阶跃电压，并设U C (0)=0，则 001()t EU t Edt t RC RC=-=-⎰ （11-6） 此时显然RC 的数值越大，达到给定的U O 值所需的时间就越长，改变R 或C 的值积分波形也不同。
一般方波变换为三角波，正弦波移相。
6、微分运算电路微分电路的输出电压正比于输入电压对时间的微分，一般表达式为：0U =dtdu RCI- （11-7）利用微分电路可实现对波形的变换，矩形波变换为尖脉冲。
图11-6 微分运算电路7、对数运算电路对数电路的输出电压与输入电压的对数成正比，其一般表达式为：u 0=Klnu i K 为负系数。
（11-8） 利用集成运放和二极管组成如图11-7基本对数电路。
图11-7对数运算电路由于对数运算精度受温度、二极管的内部载流子及内阻影响，仅在一定的电流范围才满足指数特性，不容易调节。
故本实验仅供有兴趣的同学调试。
按如图11-7所示正确连接实验电路，D 为普通二极管，取频率为1KHz ，峰峰值为500mV 的三角波作为输入信号U i ，打开直流开关，输入和输出端接双踪示波器，调节三角波的幅度，观察输入和输出波形如下所示：在三角波上升沿阶段输出有较凸的下降沿，在三角波下降沿阶段有较凹的上升沿。
如若波形的相位不对调节适当的输入频率。
8、指数运算电路指数电路的输出电压与输入电压的指数成正比，其一般表达式为：I u Ke u 0 （11-9）利用集成运放和二极管组成如图11-8基本指数电路。
K 为负系数。
图11-8指数运算电路由于指数运算精度同样受温度、二极管的内部载流子及内阻影响，本实验仅供有兴趣的同学调试。
按如图11-8所示正确连接实验电路，D 为普通二极管，取频率为1KHz ，峰峰值为1V 的三角波作为输入信号U i ，打开直流开关，输入和输出端接双踪示波器，调节三角波的幅度，观察输入和输出波形如下所示，在三角波上升阶段输出有一个下降沿的指数运算，在下降沿阶段输出有一个上升沿运算阶段。
如若波形的相位不对调节适当的输入频率。
四、实验内容*实验时切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。
输入信号时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可以不用调零，以后不再说明调零情况，调零方法见实验十步骤3。
a. 反相比例运算电路1、关闭系统电源。
按图11-1正确连线。
连接信号源的输出和U i 。
2、打开直流开关。
调节信号源输出f=100Hz ，Ui=0.5V （峰峰值）的正弦交流信号，用毫伏表测量U i 、U O 值，并用示波器观察U O 和U i 的相位关系，记入表11-1。
表11-1 Ui=0.5V （峰峰值），f=100HzU i (V)U 0(V)U i 波形U 0波形 Avb. 同相比例运算电路1、按图11-3(a)连接实验电路。
实验步骤同上，将结果记入表11-2。
2、将图11-3(a)改为11-3(b)电路重复内容1)。
表11-2 Ui=0.5V, f=100Hzc. 反相加法运算电路1、关闭系统电源。
按图11-2正确连接实验电路。
连接简易直流信号源和U i1、U i2，图11-9所示电路为简易直流信号源。
U i1U i2图11-9 简易可调直流信号源2、打开系统电源，用万用表测量输入电压U i1、U i2(且要求均大于零小于0.5V)及输出电压U O ，记入下表。
d. 减法运算电路1、关闭系统电源。
按图11-4正确连接实验电路。
采用直流输入信号。
2、打开系统电源。
实验步骤同内容3，记入表11-4。
表11-4e、积分运算电路1、关闭系统电源。
按积分电路如图11-5所示正确连接。
连接信号源输出和U i。
2、打开系统电源。
调节信号源输出率约为100Hz，峰峰值为2V的方波作为输入信号U i，打开直流开关，输出端接示波器，可观察到三角波波形输出并记录之。
f、微分运算电路1、关闭系统电源。
按微分电路如图11-6所示正确连接。
连接信号源输出和U i。
2、打开系统电源。
调节信号源输出率约为100Hz，峰峰值为2V的方波作为输入信号U i，打开直流开关，输出端接示波器，可观察到尖顶波波形输出并记录之。
实验十二集成运算放大器的基本应用——波形发生器一、实验目的1、学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。
2、学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
二、实验仪器1、双踪示波器2、频率计3、交流毫伏表三、实验原理1、RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）图12-1 RC桥式正弦波振荡器图12-1 RC串、并联电路构成正反馈支路同时兼作选频网络，R1、R W及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器RW，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
D1、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。
R3的接入是为了削弱二极管非线性影响，以改善波形失真。
电路的振荡频率 RCf π210= （12-1） 起振的幅值条件21>R R F（12-2） 式中R F =R W +（R3||r D ），r D ——二极管正向导通电阻。
调整R W ，使电路起振，且波形失真最小。
如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大R F 。
如波形失真严重，则应适当减小R F 。
改变选频网络的参数C 或R ，即可调节振荡频率。
一般采用改变电容C 作频率量程切换，而调节R 作量程内的频率细调。
1、 方波发生器由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和RC 积分器两大部分。
图12-2所示为由迟回比较器及简单RC 积分电路组成的方波——三角波发生器。
它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。
主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。
该电路的振荡频率： )21ln(21'1'20R R C R f f f +=（12-3）RW 从中点触头分为RW1和RW2，11'1RW R R += 22'2RW R R +=。
方波的输出幅值 U om =±U z （12-4） 式中Uz 为两级稳压管稳压值。
三角波的幅值 Z cmU R R R U '2'1'2+= （12-5） 调节电位器R W ，可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。
如要互不影响，则可通过改变RF（或C F ）来实现振荡频率的调节。
6K2V 6K2V图12-2 方波发生器2、 三角波和方波发生器如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图12-3所示，则比较器输出的方波经积分器积分可到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。
由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。
电路的振荡频率 fW f C R R R R f )(4120+=（12-6）方波的幅值 U O1=±Uz （12-7） 三角波的幅值 U O2=±R1·Uz /R2 （12-8） 调节RW 可以改变振荡频率，改变比值R1/R2可调节三角波的幅值。
图12-3 三角波、方波发生器四、实验内容a. RC桥式正弦波振荡器1、关闭系统电源。
按图12-1连接实验电路，输出端U o接示波器。
2、打开直流开关，调节电位器R W，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。
描绘U o的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的R W值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。
3、调节电位器R W，使输出电压U o幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压U o、反馈电压U+（运放③脚电压）和U-（运放②脚电压），分析研究振荡的幅值条件。
4、用示波器或频率计测量振荡频率f O，然后在选频网络的两个电阻R上并联同一阻值电阻，观察记录振荡频率的变化情况，并与理论值进行比较。
5、断开二极管D1、D2，重复3）的内容，将测试结果与3）进行比较分析D1、D2的稳幅作用。
b. 方波发生器1、关闭系统电源。
按图12-2连接电路。
2、打开直流开关，用双踪示波器观察U01及U02的波形（注意对应关系），调节R W输出正弦波和方波。
测量其幅值及频率，记录之。
3、改变R W的值，观察U01、U02幅值及频率变化情况。
改变R W并用频率计测出频率范围并记录。
4、将R W恢复到中心位置，将稳压管D1两端短接，观察U O波形，分析D2的限幅作用。