运算放大器总结
模电实验报告五 运算放大器
模拟电子技术实验报告第（5 ）次实验实验名称：_运算放大器专业班级：自动化姓名：学号：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征：1、输出电压uo与输入电压之间满足关系式子uo=Aud(u+—u-)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）反相比例运算电路电路如图4-1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//RF（2）反相加法电路电路如图4-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为（3）同相比例运算电路图4-3（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（4）差动放大电路（减法器）对于图4-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式（5）积分运算电路反相积分电路如图4-5所示。
在理想化条件下，输出电压uo等于式中uc(o) 是t=0 时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
运算放大器知识点总结
u otu u i1i2运算放大器知识点总结1、 部分组成偏置电路，输入级，中间级，输出级。
2、零点漂移： （1）表现：输入u i =0时，输出有缓慢变化的电压产生。
（2）原因：由温度变化引起的。
当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。
因而零点漂移也叫温漂。
（3）衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。
例如100,=u1A100=u2A 10000=u A如果输入等效为100uV ，漂移为1V 。
（4）减小漂移的措施： 采用差动放大电路采用温度补偿，非线性元件 3运放的输入级一般采用差动放大电路。
差动放大电路又称差分放大电路，它的输出电压与两个输入电压之差成正比。
它能较好地克服直接耦合放大器的零点漂移问题，是集成运算放大器的基本组成单元。
结构如右图：（1）对称性结构 β1=β2=β U BE1=U BE2= U BE r be1= r be2= r be R C1=R C2= R C R b1=R b2= R b（2）信号分类差模信号：i2i1id =uu u -ou VCC V EE ou V CC V EEi2uEE共模信号：)(21=i2i1icuuu+差模电压增益：idodud=uuA共模电压增益：icocuc=uuA总输出电压：icucidudocodo=uAuAuuu+=+211EEAB RRRVU+=3ABC3V7.0RUI-=2C3C2C1III==②动态恒流源等效电阻：)//1(321be33ce RRRrRrR+++=β等效，且212121//RRRRRR+⨯=（5）差动放大器输入、输出方式的接法u i1=u i2 =u ic，u id=0设u i1 ↑，u i2↑→u o1↓，u o2↓。
因u i1 = u i2，→u o1 = u o2→ u o= 0 (理想化)共模电压放大倍数A UC=0 i2i1u①双端输入双端输出共模电压放大倍数 A UC =0 差模输入电阻：()be s id 2r R R += 输出电阻：()be s id 2r R R += ②双端输入单端输出差模电压放大倍数：使用于将差分信号转化为单端输出的信号 差模输入电阻：()be id 2r R R b += 输出电阻：R 0=R C共模电压放大倍数 u i1=u i2 =u ic ， 设u i1 ↑，u i2 ↑→ i e1 ↑ ，i e1 ↑ 。
运算放大器关键参数
1) 输入失调电压（ VOS） ：即输入 Offset Voltage，该参数表示使输出电压为零时需要 在输入端作用的电压差。即定义为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间 所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越 好，输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精 密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型 工艺的输入失调电压在±1~10mV 之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电 压会更大一些；对于精密运放，输入失调电压一般在 1mV 以下。输入失调电压 越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极 为重要的指标。 ：该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通 2) 输入失调电压温漂（TC VOS） 常以 µV/℃为单位表示。 ：即 Input Offset Current，输入失调电流定义为当运放的输出 3) 输入失调电流（IOS） 直流电压为零时，其两输入端偏置电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内 部的电路对称性，对称性越好，输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个 十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输 入偏置电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大或是直流 放大有重要影响，特别是运放外部采用较大的电阻（例如 10k 或更大时） ，输入失 调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小， 直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要 的指标。 ：该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化 4) 输入失调电流温漂（TCIOS） 量。TC IOS 通常以 pA/℃为单位表示。 ：即 Input bias current，该参数指运算放大器工作在线性区时流 5) 输入偏置电流（I B） 入输入端的平均电流，也定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏 置电流平均值。 ： 该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。 6) 输入偏置电流温漂 （TC IB） TCIB 通常以 pA/℃为单位表示。 ：该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模 7) 共模输入阻抗/电阻（R INCM）
集成运算放大器反相积分电路操作总结
一、概述集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是现代电子电路中常用的一种集成电路元件，其在反相积分电路中有着重要的应用。
反相积分电路是一种基本的模拟电路，通过将输入信号进行积分操作，可以得到输出信号的积分值。
在实际电路设计中，正确操作集成运算放大器反相积分电路对于保证电路性能和稳定性至关重要。
本文将对集成运算放大器反相积分电路的操作进行总结。
二、集成运算放大器反相积分电路结构及原理1. 反相积分电路的结构反相积分电路的基本结构由集成运算放大器和电容构成。
输入信号通过电阻R1连接至集成运算放大器的反向输入端，同时通过电容C1连接至集成运算放大器的输出端，构成了一个负反馈的反相积分电路。
集成运算放大器的正向输入端接地。
2. 反相积分电路的原理当输入信号为一个连续可微的函数时，反相积分电路可以将输入信号进行积分操作，并输出积分值。
通过对输入信号进行积分，可以实现信号的积分变换，常用于滤波、波形整形等应用。
三、集成运算放大器反相积分电路操作1. 选择合适的集成运算放大器在设计反相积分电路时，需要选择适合的集成运算放大器。
常见的集成运算放大器有741、LM358等，不同的集成运算放大器具有不同的性能参数，如增益带宽积、输入偏置电流等，需要根据具体的应用需求选择合适的集成运算放大器。
2. 确定反相输入端的接地方式集成运算放大器的反相输入端需要通过电阻与输入信号相连接，同时需要接地，以提供稳定的工作环境。
在实际操作中，需要注意反相输入端的连接方式，保证电路的稳定性和准确性。
3. 选择合适的电阻和电容在反相积分电路中，电阻和电容的选择对于电路的性能有着重要的影响。
通过选择合适的电阻和电容数值，可以调节反相积分电路的积分时间常数，从而实现对输出波形的控制。
4. 分析电路的频率特性在设计反相积分电路时，需要对电路的频率特性进行分析。
集成运算放大器和电容构成的反相积分电路在不同的频率下有着不同的工作特性，需要通过频率特性分析，对电路进行优化。
最经典的运算放大器使用总结_范文模板及概述
最经典的运算放大器使用总结范文模板及概述1. 引言1.1 概述运算放大器是一种广泛应用于电子电路中的基本器件，其功能强大而多样化。
它可以作为信号放大、滤波、求和、积分等功能的实现元件，在现代电子技术领域扮演着重要角色。
本文将对运算放大器的基本原理进行介绍，并总结常见的运算放大器电路以及对其应用案例进行分析。
1.2 文章结构本文共包括五个部分，具体内容如下：第二部分将详细介绍运算放大器的基本原理，包括输入输出特性、反馈和放大模式以及开环增益和带宽等方面。
第三部分将列举和解析常见的运算放大器电路，包括非反向放大器、反向放大器和差分放大器等。
第四部分将从实际应用角度出发，通过案例分析来展示运算放大器在信号调理、滤波以及定时和频率测量等领域中的具体应用。
最后一部分将对全文进行总结与结论，并回顾主要观点，探讨其实际应用价值以及未来发展方向。
1.3 目的本文旨在对运算放大器的使用进行全面总结和概述，通过深入剖析运算放大器的基本原理以及常见电路和应用案例，帮助读者深入理解运算放大器的工作原理，掌握其实际应用的技巧和方法，并为未来的研究和发展提供参考。
同时，通过撰写此文档，使读者能够更好地学习和运用运算放大器这一重要元件。
2. 运算放大器基本原理2.1 输入和输出特性运算放大器是一种电子设备，它可以将输入信号进行放大并提供高增益输出。
通常情况下，运算放大器有两个输入端口：非反向输入端口（+IN）和反向输入端口（-IN），以及一个单独的输出端口。
对于理想的运算放大器来说，它具有以下特性：- 高增益：运算放大器的主要功能之一是提供高增益。
在理想情况下，其增益可以无限大。
- 高输入阻抗：运算放大器具有高电阻特性，使其能够接受各种类型的输入信号源，并不对其产生明显的影响。
- 低输出阻抗：运算放大器具有低输出阻抗，这意味着它可以驱动连接在其输出端的负载电阻而不会产生太多失真。
2.2 反馈和放大模式反馈是指将部分输出信号再次添加到输入端口的过程。
运算放大器的主要参数
02
输出参数
输出阻抗
总结词
输出阻抗是运算放大器的一个重要参数，它决定了放大器输出信号的损失程度。
详细描述
输出阻抗定义为运算放大器输出端的电阻抗，它反映了放大器对输出信号的阻碍作用。输出阻抗越大 ，信号在输出端的损失越大，信号保真度越低。因此，在选择运算放大器时，应尽量选择具有较低输 出阻抗的型号，以减小信号损失。
03
直流参数
直流增益
总结词
直流增益是运算放大器的重要参数，表示放大器对直流信号的放大能力。
详细描述
直流增益是指在直流条件下，输出电压与输入电压的比值，通常用分贝或倍数表 示。它是衡量运算放大器放大能力的重要指标，一般要求具有较高的增益值。
输入失调电压
总结词
输入失调电压是运算放大器的静态参数，表 示输入端在没有输入信号时，由于内部晶体 管的不对称性所产生的电压差。
详细描述
电源电流是衡量运算放大器功耗的重要参数，它反映了 运算放大器在正常工作状态下对电源的负载能力。较小 的电源电流意味着较低的功耗和发热，有助于提高运算 放大器的可靠性。在选择运算放大器时，应考虑其电源 电流与系统电源的负载能力相匹配。
功耗
总结词
功耗是运算放大器在工作过程中消耗的能量，通常以瓦特（W）为单位表示。
运算放大器的主要参数
目录
• 输入参数 • 输出参数 • 直流参数 • 交流参数 • 电源参数
01
输入参数
输入偏置电流
总结词
输入偏置电流是运算放大器在无输入信号时，输入端的直流 电流。
详细描述
输入偏置电流表示运算放大器在静态时，输入端的直流电流 大小。它反映了运算放大器输入级的直流状态。输入偏置电 流的大小会影响运算放大器的精度和线性度，因此在实际应 用中需要对其进行精确控制。
运算放大器电路原理
运算放大器电路原理运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种极为重要的电子元器件，广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、差分输入、单端输出等特点，能够放大电压、电流和功率等信号，并提供微弱信号的放大和处理功能。
本文将介绍运算放大器的基本原理及其电路结构。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一个多元件集成电路（IC），通常由几个晶体管、电阻和电容器等元件组成。
它的核心部分是一个差分放大器，具有高增益特性。
运算放大器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过下面的公式表示：Vout = Av (V+ - V-)其中，Vout为输出电压，Av为放大器的开环增益，V+和V-分别为非反相输入和反相输入。
二、运算放大器的电路结构运算放大器的电路图可以简化为以下几个主要部分：1.差动放大器：差动放大器是运算放大器的核心部分，它由两个输入电源、两个输入电容和两个晶体管等电路组成。
它的作用是将输入信号进行差分放大，增益高达几千倍。
2.电流镜：电流镜是一个由晶体管组成的电流源，用于提供稳定的电流输出。
它的作用是保持差动放大器的工作点稳定，使得差动放大器的输出可以线性放大。
3.级联放大器：级联放大器由多个差分放大器组成，用于提高整个运算放大器的放大倍数。
每个差分放大器都会放大之前的放大器的输出信号。
4.反馈网络：反馈网络是运算放大器的重要部分，通过它可以实现对输出信号进行控制和调整。
反馈网络可以分为正反馈和负反馈两种形式，具体的选择取决于应用的要求。
三、运算放大器的应用运算放大器在电子电路中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.信号放大：运算放大器可将输入信号放大到所需的幅度，用于增强微弱信号。
2.滤波：运算放大器可以配合电容器和电阻等元件，构成滤波电路，用于滤除不需要的频率成分，提取特定频率的信号。
3.比较器：运算放大器可以作为比较器使用，用于判断输入信号的大小关系，并输出相应的逻辑电平。
电路模电实验之运算放大器实验报告
目录1实验目的2 2实验原理23实验设计33.1实验I基础型实验 (3)3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常 (3)3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性 (3)3.2实验II设计型实验 (4)3.2.1减法器的设计 (4)4实验预习仿真44.1电压跟随器——检测运放是否正常 (4)4.2反相比例运算放大器电压放大特性 (5)4.3减法器设计 (6)5数据处理7 6实验总结9 7思考题9 8实验讨论91实验目的•深刻理解集成放大器工作在线性工作区时,遵循的两条基本原则——虚短、虚断•熟悉集成运算放大器的线性应用。
•掌握比例运算等电路、训练设计运放电路的能力。
2实验原理集成运算放大器是一种高电压放大倍数的多级直耦放大电路,在深度负反馈条件下,集成运放工作在线性工作区,它遵循两条基本原则：1.虚短：U i=U−−U+≈02.虚断：I N≈I p≈0（非线性区也成立）用途:广泛应用于各种信号的运算处理、测量以及信号的产生、变换等电路中。
图1：运算放大器符号3实验设计3.1实验I基础型实验3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性3.2实验II设计型实验3.2.1减法器的设计1.自行设计运放电路，要求实现u0=2u i2−u i12.将u i分别设置为以下两组信号，验证电路是否满足要求4实验预习仿真4.1电压跟随器——检测运放是否正常图2：Multisim接线图3：Multisim结果4.2反相比例运算放大器电压放大特性图4：Multisim 接线图5：Multisim 结果U i (V )理论值(V )实测值(V )U N U P U O U O U iU N U P U O U O U i-0.300310455.314µV 564.134µV 3.012V 10.040.3-310563.904µV489.999µV-2.987V9.964.3减法器设计设计如图所示：表3：验证结果波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V3.04V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V2.98V5数据处理表1U i(V)理论值(V)实测值(V)U N U P U O U OU iU N U P U O U OU i-0.3003100.1mV0.2mV 3.66V12.20.300-310-0.1mV0-3.65V12.16表2波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V 3.00V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V 3.24V1.完成表1，并绘制基础型实验的运放的电压传输特性;2.列出基础型实验中U i和U o理论关系式，并和仿真数据、实际数据比较;•电压跟随器u i=u o仿真数据中u i=u o,实验数据u i=1.00V,u o=1.04V,在误差允许范围内，所以等式也成立。
集成运算放大器实验报告总结
集成运算放大器实验报告总结
本次实验通过对集成运算放大器的原理和特性进行研究，掌握了集成运算放大器的基本工作原理、性能特点、应用范围和电路设计方法等方面的知识。
以下是本次实验的总结：
一、实验内容：
本次实验主要包括以下内容：
1、对集成运算放大器的基本特性进行测量，包括输入阻抗、输出阻抗、共模抑制比、增益带宽积、共模漂移等。
2、利用集成运算放大器设计反相放大电路、非反相放大电路、电压跟随器电路，实现对输入信号的放大和处理。
3、利用集成运算放大器设计直流平移电路、带通/陷波滤波电路，实现对输入信号的滤波和分析。
4、利用集成运算放大器设计电路输出交流信号的直流偏置，实现输出直流电平的稳定。
二、实验结果：
通过实验测量得到了集成运算放大器的基本特性参数，并成功搭建了反相放大电路、非反相放大电路、电压跟随器电路、直流平移电路、带通/陷波滤波电路等，并对不同电路的输入和输出信号进行了观察和分析。
三、实验体会：
通过本次实验，我对集成运算放大器的工作原理、特性及其应用有了更深入的了解，同时加强了实验能力和动手能力。
同时，在实验过程中我也深刻体会到了理论知识与实践操作的重要性，只有把理论与实验相结合，才能更好地理解和掌握这门学科的知识。
模电运算放大器基础知识总结
模电运算放大器基础知识总结模拟电路中的运算放大器是一种重要的电子器件，用于放大输入信号并输出放大后的信号。
在模拟电路设计和运算放大器的应用中，掌握一些基础知识是非常重要的。
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电路。
它通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器负责放大输入信号，而输出级则负责将放大后的信号输出。
运算放大器的基本特性包括放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、失调电压和失调电流等。
放大倍数是指输入和输出之间的增益关系，一般用电压增益表示。
输入阻抗是指输入端对外部电路的阻抗，输出阻抗是指输出端对外部电路的阻抗。
失调电压和失调电流是指运算放大器在工作时产生的误差。
在运算放大器的应用中，常见的电路包括反相放大器、非反相放大器、加法器、减法器、积分器和微分器等。
反相放大器是将输入信号进行反相放大的电路，非反相放大器则是将输入信号进行非反相放大的电路。
加法器可以将多个输入信号相加，减法器可以将多个输入信号相减。
积分器可以对输入信号进行积分，微分器可以对输入信号进行微分。
在运算放大器的设计中，需要考虑一些关键参数，包括增益带宽积、相位裕度和稳定性等。
增益带宽积是指运算放大器在增益和带宽之间的乘积，相位裕度是指运算放大器的相位裕量与频率之间的关系，稳定性是指运算放大器在不同工作条件下的稳定性能。
为了实现更好的性能，运算放大器的设计需要考虑一些技术细节，包括电源抗扰度、共模抑制比、温漂和功耗等。
电源抗扰度是指运算放大器对电源电压波动的抵抗能力，共模抑制比是指运算放大器对共模信号的抵制能力，温漂是指运算放大器在温度变化时的性能变化，功耗是指运算放大器在工作时消耗的功率。
当设计和使用运算放大器时，还需要考虑一些常见问题和应用注意事项。
例如，输入和输出范围、电源电压、偏置电流和失调电压等问题都需要仔细考虑。
此外，还需要注意信号的幅度、频率和相位等特性，以确保运算放大器的正常工作和性能。
运算放大器是模拟电路中非常重要的器件，掌握它的基础知识对于模拟电路设计和应用至关重要。
使用运算放大器时需要注意的几个重要问题
使用运算放大器时需要注意的几个重要问题
引言
运算放大器最初诞生时是用来作为各种模拟信号的运算，这个名字后来一直沿用至今，但是现在已经不仅仅是所谓的“运算”了，如今它充当的角色更多的是“信号调理兼放大”。
信号放大可以说是对模拟信号最基本的处理了，放大的本质是能量的控制和转换，它在输入信号的作用下，通过放大电路将直流电源的能量转化成负载所获得的能量，使得负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量，这也就说明，负载上总是获得比输入信号大得多的电压或者电流，有时这两种情况都发生。
以下是我们在使用运算放大器时需要注意的几个重要问题，我争取用最简单的原理图以“看图说话”的方式来说清楚我要表达的意思，以免给工程师朋友带来不必要的视觉疲劳.
1、首先应该好好理解运放的最简模型
从运放的原理来说，我们可以将运放看成是一个压控电压源，其中，运放。
《运算放大器》课件
带宽与增益
根据电路的带宽和增益需求，选择适当带宽 和增益的运算放大器。
输入与输出阻抗
考虑电路的输入和输出阻抗，选择合适的运 算放大器以匹配阻抗。
电源电压与功耗
根据电源电压和功耗要求，选择合适的运算 放大器以降低能耗。
运算放大器的使用注意事项
电源电压的稳定性
确保电源电压的稳定，避免因电源波 动引起的电路性能不稳定。
闭环增益
总结词
闭环增益是指运算放大器在有反馈回路的情况下对输入信号的放大倍数。
详细描述
闭环增益是运算放大器实际应用中最重要的性能指标之一，它决定了放大器的 输出信号与输入信号之间的关系。通过调整反馈回路，可以改变闭环增益，从 而实现特定的输出信号。
带宽增益乘积
总结词
带宽增益乘积是衡量运算放大器频率响应的一个重要参数，它表示增益和带宽之间的乘积关系。
《运算放大器》PPT 课件
目录
CONTENTS
• 运算放大器概述 • 运算放大器的工作原理 • 运算放大器的应用 • 运算放大器的选择与使用 • 运算放大器的性能指标 • 运算放大器的设计实例
01 运算放大器概述
运算放大器的定义
01
运算放大器（简称运放）是一种 具有高放大倍数的电路单元，其 输出信号与输入信号之间存在一 定的数学关系。
根据需求选择合适的放大倍数，调整输入和输出电阻的大小，以确 保放大器的性能。
电路图
提供基于运算放大器的放大器电路图，包括输入、输出和反馈电阻 等元件。
基于运算放大器的滤波器设计
滤波器
利用运算放大器和适当的反馈网络可以设计出各种类型的滤波器， 如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
设计要点
根据滤波器的类型和性能要求，选择合适的反馈网络元件和运算放 大器型号。
集成运算放大器实验总结
集成运算放大器实验总结集成运算放大器是电子电路中一种重要的元件，广泛应用于各种电路中。
本次实验旨在理解和掌握集成运算放大器的基本原理、特性及其在电路中的应用。
通过本次实验，我收获了很多，下面我将对实验内容进行总结。
首先，在本次实验中，我们深入学习了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、高输入阻抗、低输出阻抗的电子放大器。
它是由运算放大器芯片和外围元件构成的，通过给定输入信号，集成运算放大器可以将输入信号放大，并输出一个放大后的信号。
在实验中，我们仔细观察了运算放大器芯片的引脚及其功能，并充分了解了电压放大倍数、输入阻抗、输出阻抗等重要概念。
其次，本次实验中，我们通过实际操作，对集成运算放大器进行了测试与应用。
我们首先搭建了一个基本的非反馈放大电路，通过输入不同的信号，观察了输出信号的变化。
我们发现，当给定输出电压的情况下，输入信号的改变并不会影响输出信号的大小和波形，这说明非反馈放大电路具有很好的稳定性和线性性。
然后，我们进一步搭建了反馈放大电路，并对其进行了测试。
通过改变反馈电阻和输入信号，我们发现可以通过调整电路的参数来实现不同的放大倍数和频率响应。
这为我们设计和调试电路提供了很大的便利。
最后，本次实验中，我们还学习了如何选择适合的运算放大器芯片，并了解了一些常见的集成运算放大器应用电路。
在实验中，我们使用了TL081和LM741等常见的运算放大器芯片，并对其性能进行了对比。
我们了解到不同的运算放大器芯片具有不同的性能指标和适用范围，因此在实际应用中需要根据具体要求选择合适的芯片。
同时，我们还学习了比较器、积分器、微分器等常见应用电路，并通过实验验证了它们的基本工作原理和特性。
通过本次实验，我深刻认识到集成运算放大器在电子电路中的重要性和广泛应用。
它不仅可以实现电压放大、信号调理、滤波等基本功能，还可以应用于仪器仪表、通信系统、自动控制等众多领域。
在今后的学习和工作中，我将进一步探索和应用集成运算放大器，不断提高自己的实验技能和电路设计能力，为解决实际问题做出更大的贡献。
运算放大器常见参数解析
运放常见参数总结1.输入阻抗和输出阻抗（Input Impedance And Output Impedance）一、输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样，它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路，输入阻抗越大，则对电压源的负载就越轻，因而就越容易驱动，也不会对信号源有影响；而对于电流驱动型的电路，输入阻抗越小，则对电流源的负载就越轻。
因此，我们可以这样认为：如果是用电压源来驱动的，则输入阻抗越大越好；如果是用电流源来驱动的，则阻抗越小越好（注：只适合于低频电路，在高频电路中，还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑阻抗匹配问题二、输出阻抗无论信号源或放大器还有电源，都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来，对于一个理想的电压源（包括电源），内阻应该为0，或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源，则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r，就是（信号源/放大器输出/电源）的内阻了。
当这个电压源给负载供电时，就会有电流I从这个负载上流过，并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降，从而限制了最大输出功率（关于为什么会限制最大输出功率，请看后面的“阻抗匹配”一问）。
同样的，一个理想的电流源，输出阻抗应该是无穷大，但实际的电路是不可能的三、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源，总是有内阻的（请参看输出阻抗一问），我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
几种常用运算放大器举例
运算放大器分类总结报告1、通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。
例μA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
下面就实验室里也常用的LM358来做一下介绍:LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
：外观管脚图它的特点如下：·内部频率补偿·直流电压增益高(约100dB)·单位增益频带宽(约1MHz)·电源电压范围宽：单电源(3—30V)双电源(±1.5 一±15V)·低功耗电流，适合于电池供电·低输入偏流·低输入失调电压和失调电流·共模输入电压范围宽，包括接地·差模输入电压范围宽，等于电源电压范围·输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)常用性能指标：性能图表：大信号频率响应 大信号电压开环增益电压跟随器对小信号脉冲的响应常用电路： （1）、正向放大器根据虚短路，虚开路，易知：1(1)2R Vo Vi R =+ （2）、高阻抗差分放大器电路左半部分可以看作两个同向放大器，分别对e1，e2放大（a+b+1)倍，右半部分为一个差分放大器放大系数为C ，因此得到结果：0(21)(1)e C e e a b =-++（3）、迟滞比较器将输入电平与参考电平作比较，根据虚短路，虚开路有：121()()O REF IN R R V V V R +=- ，则： 112112()()inL OL REF REFinHOH REF REFR V V V V R R R V V V V R R =-++=-++2、高精度运算放大器所谓高精度运放是一类受温度影响小，即温漂小，噪声低，灵敏度高，适合微小信号放大用的运算放大器。
集成运算放大器(总结)
集成运算放大器一、集成运放的结构框图零点漂移是指将直流放大器输入端对地短路，使之处于静态状态时，在输出仍然会出现不规则变化的电压。
造成零漂的原因是电源电压的波动和三极管参数随温度的变化，其中温度变化是产生零漂的最主要原因。
二、理想运放工作在线性区的特点在集成运放的各种应用中，其工作范围有两种，即工作在线性区和非线性区。
若运放在开环状态和引入正反馈时，它就工作在非线性区；要使运放工作在线性区，则必须引入负反馈。
运算电路中的集成运放都是闭环使用的，引入了深度负反馈，也就是工作在线性区。
1、理想运放在线性区具有以下特点：（1）v I+=v I- 虚短v I+=v I-=0 虚地i I+=i I- =0 虚断(2)“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线性区的两个重要结论，也是今后分析集成运放线性应用电路的重要依据。
三、反馈类型的判断（1）负反馈放大器的四种组态电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈（2）正反馈和负反馈的判定反馈回到反相输入端的是负反馈；反馈回到同相输入端的是正反馈（3）电压反馈和电流反馈的判定反馈电阻跟Vo接在同一端的是电压反馈，不接在同一端的是电流反馈。
（4）串联反馈和并联反馈的判定反馈电阻跟Vi接在同一端的是并联反馈，不接在同一端的是串联反馈。
四、集成运算放大器线性应用电路（一）反相输入比例运算电路（反相放大器）电压并联负反馈R2=R l∥Rf=ffRRRR+11（二）同相输入比例运算电路（同相放大器）电压串联负反馈R2=R l∥R f=ffRRRR+11（三）减法比例运算电路（差分放大器）1fRRAVF-=I1fovRRv-=1f1RRAVF+=I1fo）1（vRRv+=电压负反馈当R1=R2，且R f=R3时，当R1=R2= R3=R f时，此时称为减法器（四）加法比例运算电路电压并联负反馈)(33I22I11IfO RvRvRvRv++-=当R1=R2=R3=R时，有当R1=R2=R3=R f时，有输出电压v o为各输入信号电压之和，式中的负号表示输出电压与输入电压相位相反。
理想运算放大器
理想运算放大器可以构成比较器，用于对 两个输入信号进行比较，输出相应的逻辑 电平。
当前存在问题和挑战
非线性失真
实际运算放大器由于存在非 线性元件，如晶体管和二极 管等，会导致输出信号产生 失真。
噪声干扰
频率响应限制
功耗问题
实际运算放大器内部存在噪 声源，如热噪声和闪烁噪声 等，会对输出信号造成干扰。
电流流入运算放大器的同相输入端。
电压跟随
02
输出电压与同相输入电压成正比，且比例系数为1，实现电压跟
随功能。
相位相同
03
输出电压与同相输入电压的相位相同。
反相输入电路分析
01 02
虚短和虚断
由于运算放大器的开环增益非常高，反相输入电路中的两个输入端可以 近似看作等电位点（虚短），且流入运算放大器的电流几乎为零（虚 断）。
补偿措施及优化方法探讨
频率补偿
通过引入负反馈或采用超前-滞后补 偿网络，改善放大器的频率响应特性， 提高带宽。
输入阻抗提高
采用高输入阻抗的运算放大器或引入 电压跟随器，减小输入阻抗对电路的 影响。
输出阻抗降低
在输出端并联电阻或采用共集电极电 路，降低输出阻抗，提高带负载能力。
失真抑制
选用低失真运算放大器、合理设置静 态工作点、采用负反馈等措施，减小 失真对信号质量的影响。
失真
实际运算放大器存在失真，如 谐波失真、交越失真等。
实际运算放大器与理想差异分析
有限带宽
限制信号放大范围， 可能引发信号失真。
非零输出阻抗
在输出端产生电压 降，影响负载上的 电压幅度。
有限开环增益
导致闭环增益误差， 影响放大精度。
有限输入阻抗
影响电路输入端的 电压分配，降低放 大效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
运算放大器的原理运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。
运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。
经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。
这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。
运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），反相端的输入信号电压。
运算放大器的历史直流放大电路在工业技术领域中，特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。
如在一些自动控制系统中，首先要把被控制的非电量（如温度、转速、压力、流量、照度等）用传感器转换为电信号，再与给定量比较，得到一个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构，所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度，再去推动执行机构或送到仪表中去显示，从而达到自动控制和测量的目的。
因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号，分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放大。
能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。
运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除比例微分积分等）单元，是模拟电子计算机的基本组成部件，由真空电子管组成。
目前所用的运算放大器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路，集成在一块微小的硅片上。
第一块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的μA741，在60年代后期广泛流行。
直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
运放的工艺技术运放主要采用双极性工艺技术，但在要求在同一芯片中集成模拟和数字电路的应用中，采用CMOS工艺的运放工作得很好。
JFET有时在输入级采用，以增加输入阻抗，从而降低输入偏置电流。
FET输入运放(无论是N沟道还是P沟通)允许芯片设计工程师设计出输入信号电平可扩展至负电压轨和正电压轨的运放。
由于BJT是电流控制型器件，所以输入级中的双极晶体管总是汲取一些偏置电流(I B)(图7)。
但是，I B会流经运放外部的阻抗，产生失调电压，从而导致系统错误。
制造商通过在输入级采用super-beta晶体管或通过构建一个补偿偏置输入架构，来解决这个问题。
super-beta晶体管具有极窄的基极区，该基极区所产生的电流增益要比标准BJT中的电流增益大得多。
这使得I B非常低，但这是以频率响应性能降低为代价的。
在偏置补偿输入中，小电流源被加在输入晶体管的基极，这样，电流源可提供输入器件所需的偏置电流，从而大幅减小外部电路的净电流。
与BJT相比，CMOS运放的输入阻抗要高得多，从而使该电流源输出的偏置电流和失调也小得多。
另一方面，与BJT相比，CMOS运放具有更高的固有失调电压和更高的噪声电压，特别是在频率较低的情况下。
运放的重要特性如果运放两个输入端上的电压均为0V，则输出端电压也应该等于0V。
但事实上，输出端总有一些电压，该电压称为失调电压V OS。
如果将输出端的失调电压除以电路的噪声增益，得到结果称为输入失调电压或输入参考失调电压。
这个特性在数据表中通常以V OS给出。
V OS被等效成一个与运放反相输入端串联的电压源。
必须对放大器的两个输入端施加差分电压，以产生0V输出。
V OS随着温度的变化而改变，这种现象称为漂移，漂移的大小随时间而变化。
漂移的温度系数TCV OS通常会在数据表中给出，但一些运放数据表仅提供可保证器件在工作温度范围内安全工作的第二大或者最大的V OS。
这种规范的可信度稍差，因为TCV OS可能是不恒定的，或者是非单调变化的。
V OS漂移或者老化通常以mV/月或者mV/1,000小时来定义。
但这个非线性函数与器件已使用时间的平方根成正比。
例如，老化速度1mV/1,000小时可转化为大约3mV/年，而不是9mV/年。
老化速度并不总是在数据表中给出，即便是高精度运放。
理想运放的输入阻抗无穷大，因此不会有电流流入输入端。
但是，在输入级中使用双极结晶体管(BJT)的真实运放需要一些工作电流，该电流称为偏置电流(I B)。
通常有两个偏置电流：I B+和I B-，它们分别流入两个输入端。
I B值的范围很大，特殊类型运放的偏置电流低至60fA(大约每3μs通过一个电子)，而一些高速运放的偏置电流可高达几十mA。
单片运放的制造工艺趋于使电压反馈运放的两个偏置电流相等，但不能保证两个偏置电流相等。
在电流反馈运放中，输入端的不对称特性意味着两个偏置电流几乎总是不相等的。
这两个偏置电流之差为输入失调电流I OS，通常情况下I OS很小。
总谐波失真(THD)是指由于放大器的非线性而产生的基频的谐波分量。
通常情况下只需要考虑二次和三次谐波，因为更高次谐波的振幅将大大缩小。
THD+N(THD+噪声)是器件产生噪声的原因，它是指不包括基频在内的总信号功率。
大多数的数据表都给出THD+N的值，因为大多数测量系统不区分与谐波相关的信号和噪声。
THD和THD + N都被用来度量单音调(single-tone)正弦波输入信号产生的失真。
一个更有用且更严格的失真度衡量指标是互调失真(IMD)，它可度量由双音调(two-tone)交互干扰的结果而不仅仅是一个载波所产生的动态范围。
根据不同应用，一些二阶IMD分量可能可以滤除，但三阶分量的滤除则要更困难些。
因此，数据表通常给出器件的三阶截取点(IP3)，这是三阶IMD效应的一种最基本度量方式。
因为三阶串扰产物引起的信号损坏在许多应用中(特别是在无线电接收机中)都非常普遍，而且很严重，所以这个参数十分重要。
1dB压缩点代表输出信号与理想输入/输出传输函数相比增益下降1dB时的输入信号电平。
这是运放动态范围的结束点。
信噪比(SNR)定义了从最大信号电平至背景噪声的RMS电平的动态范围(以dB为单位)。
其它特性在射频(RF)应用中变得非常重要。
例如，动态范围是器件能承受的最大输入电平与器件能提供可接受的信号质量的最小输入电平之间的比，如果器件的输入电平处于这两点之间，则器件可提供相对线性的特性(在放大器的限制条件下)，若输入电平不在这两点之间，器件就会产生失真。
运放的应用运算放大器是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。
运算放大器的作用是调节和放大模拟信号。
常见的应用包括数字示波器和自动测试装置、视频和图像计算机板卡、医疗仪器、电视广播设备、航行器用显示器和航空运输控制系统、汽车传感器、计算机工作站和无线基站。
运放主要参数1.共模输入电阻(RINCM)该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。
2.直流共模抑制(CMRDC)该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。
3.交流共模抑制(CMRAC)CMRAC用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力，是差模开环增益除以共模开环增益的函数。
4.增益带宽积(GBW)增益带宽积AOL * ƒ是一个常量，定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。
5.输入偏置电流(IB)该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。
6.输入偏置电流温漂(TCIB)该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。
TCIB通常以pA/°C为单位表示。
7.输入失调电流(IOS)该参数是指流入两个输入端的电流之差。
8.输入失调电流温漂(TCIOS)该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。
TCIOS通常以pA/°C为单位表示。
9.差模输入电阻(RIN)该参数表示输入电压的变化量与相应的输入电流变化量之比，电压的变化导致电流的变化。
在一个输入端测量时，另一输入端接固定的共模电压。
10.输出阻抗(ZO)该参数是指运算放大器工作在线性区时，输出端的内部等效小信号阻抗。
11.输出电压摆幅(VO)该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能够达到的最大电压摆幅的峰峰值，VO一般定义在特定的负载电阻和电源电压下。
12.功耗(Pd)表示器件在给定电源电压下所消耗的静态功率，Pd通常定义在空载情况下。
13.电源抑制比(PSRR)该参数用来衡量在电源电压变化时运算放大器保持其输出不变的能力，PSRR通常用电源电压变化时所导致的输入失调电压的变化量表示。
14.转换速率/压摆率(SR)该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值。
SR通常以V/µs为单位表示，有时也分别表示成正向变化和负向变化。
15.电源电流(ICC、IDD)该参数是在指定电源电压下器件消耗的静态电流，这些参数通常定义在空载情况下。
16.单位增益带宽(BW)该参数指开环增益大于1时运算放大器的最大工作频率。
17.输入失调电压(VOS)该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。
18.输入失调电压温漂(TCVOS)该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通常以µV/°C为单位表示。
19.输入电容(CIN)CIN表示运算放大器工作在线性区时任何一个输入端的等效电容(另一输入端接地)。
20.输入电压范围(VIN)该参数指运算放大器正常工作(可获得预期结果)时，所允许的输入电压的范围，VIN通常定义在指定的电源电压下。
21.输入电压噪声密度(eN)对于运算放大器，输入电压噪声可以看作是连接到任意一个输入端的串联噪声电压源，eN通常以 nV / 根号Hz 为单位表示，定义在指定频率。