集成运放组成的运算电路
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
集成运放组成的基本运算电路 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： 张冶沁 成绩：__________________ 实验名称： 基本运算电路设计 实验类型： 电路实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求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设计。
2.掌握基本运算电路的调试方法。
3.学习集成运算放大器的实际应用。
二、实验内容和原理1.实现反相加法运算电路2.实现反相减法运算电路3.用积分电路将方波转换为三角波4.同相比例运算电路的电压传输特性（选做）5.查看积分电路的输出轨迹（选做）三、主要仪器设备HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源 示波器、信号发生器、万用表 实验箱LM358运放模块四、操作方法和实验步骤1.两个信号的反相加法运算1) 按设计的运算电路进行连接。
2) 静态测试：将输入接地，测试直流输出电压。
保证零输入时电路为零输出。
3) 调出0.2V 三角波和0.5V 方波，送示波器验证。
4) V S1输入0.2V 三角波，V S2输入0.5V 方波，用示波器双踪观察输入和输出波形，确认电路功能正确。
记录示波器波形（坐标对齐，注明幅值）。
2. 减法器（差分放大电路）减法器电路，为了消除输入偏置电流以及输入共模成分的影响，要求R1=R2、RF=R3。
专业： 姓名：学号： 日期： 地点：学生序号61) 按设计的运算电路进行连接。
2) 静态测试：输入接地，保证零输入时为零输出。
3) V S1和V S2输入正弦波（频率和幅值），用示波器观察输入和输出波形，确认电路功能正确。
4) 用示波器测量输入和输出信号幅值，记到表格中。
3.用积分电路转换方波为三角波电路中电阻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。
集成运放组成的运算电路-练习题
比。
应用场景
用于模拟电路中的信号处理和控 制系统。
微分运算电路实例
电路组成
01
一个输入端，一个输出端，一个电源和一个集成运放，以及一
个时间常数电阻和电容。
工作原理
02
当输入端输入电压时，输出端的电压与输入电压的时间导数成
正比。
应用场景
03
用于模拟电路中的信号处理和控制系统。
反对数运算电路
利用反对数放大器实现的反对数 运算，通常需要外部元件实现。
Part
03
集成运放组成的运算电路实例 分析
加法运算电路实例
电路组成
应用场景
两个输入端，一个输出端，一个电源 和一个集成运放。
用于模拟电路中的信号处理和控制系 统。
工作原理
当两个输入端分别输入电压时，输出 端的电压等于两个输入电压之和。
积分运算电路练习题解析
题目
设计一个积分运算电路，输入一个电压信号U1，输出电压U0。要求U0=∫U1dt。
解析
积分运算电路可以使用一个集成运放和适当的电容和电阻实现。将输入电压信号U1接入运放的输入端，将输出电 压U0接入一个适当大小的电容C上，同时通过一个适当大小的电阻R将电容C与运放的反相输入端连接起来，构成 负反馈。根据虚短和虚断的概念，可以得出输出电压的表达式为U0=∫U1dt。
THANKS
感谢您的观看
极高的输入阻抗
集成运放的输入阻抗极高，这意 味着它对信号源的影响很小，可 以忽略不计。
输出电阻低
集成运放的输出电阻很低，这使 得它能够为后级电路提供很好的 驱动能力。
集成运放的应用
模拟信号放大 集成运放可以用来放大模 1
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。
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． 实验设备实验箱 1个实验电路板 1个数字万用表 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 ±。
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。
第六章 集成运放组成的运算电路
第六章集成运放组成的运算电路知识点教学要求学时掌握理解了解运算电路的分析方法√基本运算电路的结构及工作原理√对数和反对数运算电路的工作原理√模拟乘法器工作原理√基本应用电路及分析方法√运放使用中的几个问题选型、调零、消振和保护√运算电路的误差分析√二、重点和难点本章的重点是：基本运算电路的结构、工作原理和分析方法，模拟乘法器的基本应用电路及分析方法。
本章的难点是：模拟乘法器的工作原理，实际运算放大器运算电路的误差分析。
三、教学内容6.1运算电路的分析方法由于运算放大器的增益很高，引入负反馈后很容易满足深度负反馈条件，可实现性能优越的各种数学运算电路。
为了突出基本概念，减少复杂的计算，在分析各种运算电路时，将集成运放视为理想器件。
1．理想运放的特性和都趋向无限大，并且、、和均等于零，其它参数也不考虑，这就是理想运算放大器。
2．运放的工作状态在运算电路中，由于电路引入深度负反馈，运放工作在线性状态。
当输入信号过大时，输出信号受直流电源电压的限制，将会出现非线性失真。
3．虚短、虚断和虚地对于工作在线性区的运放，下述两条重要结论普遍适用，也是分析运放应用电路的基本出发点。
虚短——运放两个输入端之间的电压差近似等于零。
虚断——流入运放输入端的电流近似等于零。
当信号从反相输入端输入，且同相输入端的电位等于零时，“虚短”的结论可引深为反相输端为“虚地”的结论。
4．分析计算方法对纯电阻和运放组成的电路，利用虚短和虚断的结论和求解线性电路的方法，直接求解输出与输入的关系。
对于含有电容和电感的复杂运算电路，可运用拉氏变换，先求出电路的传递函数，再进行拉氏反变换后得出输出与输入的函数关系。
6.2基本运算电路基本运算电路包含比例、加法、减法、积分和微分运算电路，其输入输出函数呈线性关系，也称为线性运算电路。
1．比例运算电路反相输入比例运算电路是电压并联负反馈电路，它具有输出和输入电阻都小等特点。
通过增大信号源与运放输入端串联电阻可提高电路输入电阻，但同时会出现电路增益降低的情况。
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。
集成运算放大器构成的基本运算电路教案
集成运算放大器构成的基本运算电路陈炳晓一、教学目标1、掌握虚断，虚短的含义2、掌握反相比例运算放大器的电路结构及运算关系。
3、初步会使用集成运放二、重点，难点重点：反相比例运算放大器的特点。
难点：应用运放在线性区的两条重要结论，推导运算关系。
三、教学设计回顾：1、集成运算放大器的电路结构。
2、理想运放工作在线性区两个重要的结论。
u+ = u_i+ = i_ =0师：学习集成运算放大器的目的在于认识其外型和性能特点，在此基础上了解其应用，运算放大器的内部电路很复杂，但是我们在学习过程中可以始终把它作为一个电路元件看，看成是一个有两个输入端，一个输出端的三端放大器，现探讨一些基本应用电路。
导入课题。
如图R2一、电路结构（看懂电路图）引导学生指出该电路结构特点。
（1）、输入方式：（2）、反馈方式：（3）、R2为平衡电阻：（4）、电路功能名称：二、运算关系（会分析和使用集成运放）运算关系的推导，这是是本节课的难点。
从电路结构可知集成运放是工作在线性区。
设想： 首先引导学生根据理想运放的两个重要的结论，得出N 点为虚地，即V N =0;其次简化电路图（如下图）；最后根据有关电路定律（欧姆定律、电位与电压的关系）得出结果。
1：运算关系： V o = -i V R Rf 1学生讨论：V o 与Vi 的线性范围。
2：电路仿真：验证结果，增加形象化和趣味性。
3：闭环电压放大倍数： A VF = - 1R Rf 思考：上式说明了什么？（4）：小结推导思路。
三、练习1、如右图所示电路中，已知R2=3k,R3=6k, Vcc=12V,V Z1= 5V , 求Vo 的值。
R 1 R F Vo Vi Ni 1 i FV N =0 8R1 R3 R2 R4 V Z1Vcc Vo R2。
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。
集成运放组成的运算电路习题解答
第7章 集成运放组成的运算电路本章教学基本要求本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。
表为本章的教学基本要求。
表 第7章教学内容与要求学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输出与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。
本章主要知识点1. 集成运放线性应用和非线性应用的特点由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。
本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。
集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。
(1) 线性应用及其特点集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时其输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。
集成运放工作在线性区时，它的输出信号o U 和输入信号（同相输入端+U 和反相输入端-U 之差）满足式（7-1）)(od o -+-=U U A U (7-1)在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。
虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零；虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。
即虚短：0≈-+-U U 或 +-≈U U 虚断：0≈=+-I I(2) 非线性应用及其特点非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开环或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入量成非线性关系)(od o +--≠U U A U 。
输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电压值（饱和电压接近正、负电源电压），+-=U U 为两种状态的转折点。
即当+->U U 时，OL o U U = 当+-<U U 时，OH o U U =非线性应用中，集成运放在理想情况下，满足虚断，即0≈=+-I I 。
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。
集成运放电路的组成和各部分电路的功能特点
集成运放电路的组成和各部分电路的功能特点
集成运算放大电路是一种直接耦合的多级放大电路。
它的放大倍数非常高、输入电阻也高，输出电阻低，应用非常广泛。
它的内部电路比较复杂，但一般由四部分组成：偏置电路、输入级电路、输出级电路和中间级电路。
各部分电路特点为：
1)．输入级：
一般由差放电路组成，它的特点是：输入电阻高，放大共模信号，抑制差模信号。
2)．输出级：
一般由互补对称电路组成，它的特点是输出电阻小，输出功率大，带负载能力强。
3)．中间级：
一般由共射放大电路组成，它的特点是电压放大倍数高。
4)．偏置电路：
一般由恒流源电路组成，它的特点是能提供稳定的静态电流，动态电阻很高，还可作为放大电路的有源负载。
集成运算放大电路有两个输入端、一个输出端，电路符号为：
名词解释：
一：直接耦合方式
直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。
直接耦合方式的缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。
有零点漂移现象。
直接耦合方式的优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。
欢迎您的下载，
资料仅供参考！
致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等
打造全网一站式需求。
集成运放
在图16.2中，根据集成运放工作于线性区时有“虚短”和“虚断”的特点， 可以得到：
i+=i－=0，u+=u－
而且： u－=u+=u1
R1 故：u R R uo 1 F
电工 电 子 技 术基础
由以上二式可得：
R1 uo u1 R1 RF
uo R Auf 1 F uI R1
R R R uo F ui1 F ui2 F ui3 R12 R13 R11
当R11=R12=R13=R1时， 上式可写为： uo
又当：R1=RF时，上式就成为：
uo (ui1 ui2 ui3)
电工 电 子 技 术基础
电路实现了几个输入量的加法运算。 由计算结果上式可知，加法运算电路的结果也与集成运放器件本身的参数 无关，只要各个电阻的阻值足够精确，就可保证加法运算的精度和稳定 性。 R2是平衡电阻，应保证R2=R11//R12//R13//RF 若在同相输入端增加若干个输入电路，则可构成同相加法运算电路，如图 16.5所示，Rf与R1引入了串联电压负反馈，所以集成运放工作在线性区。
16 二阶有源低通滤波器
②有源高通滤波器 有源高通滤波器如图16.17所示，（a）为同相输入式；(b)为反相输入式。
电工 电 子 技 术基础
图16.17有源高通滤波器
实验给出有源高通滤波器的幅频特性如图16.18(b)所示。
图16.18 有源高通滤波器的幅频特性
与有源低通滤波器相似，一阶电路在低频处衰减太慢，为此可再增加一级 RC网络，组成二阶有源高通滤波器，使其幅频特性更接近于理想特性，有 源高通滤波器的理想幅频特性如图16.18（a）所示。二阶有源高通滤波器 如图16.19所示。
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。
- 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)。
u I2
uOuO 1uO2 Rf(u R I11u RI22)
模 拟电子技术
推广
uI1
R1 i1
uI2
R2 i2
RF iF
uI3
R3 i3 N - ∞
+
uO
P+
RP
uORf(uRI11uRI22uRI33)
模 拟电子技术
2. 同相加法运算
必不可 少吗？Leabharlann R2 // R3 // R4
= R1// Rf
电路处于开环工作状态或引入正反馈！
运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论。
模 拟电子技术
4. 本章的研究问题
（1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种 运算的结果，如比例运算、加、减、乘、除、乘方、开方、 积分、微分、对数、指数等。
（2）描述方法：运算关系式 uO＝f (uI) （3）分析方法：“虚短”和“虚断” 。
Rif Rif
ii0 虚断 i1 iF
u-u0虚地
uI uO
R1
Rf
uo
Rf R1
uI
1) 电路引入了哪种组态的负反馈？
2) 电路的输入电阻为多少？
保证输入级的对称性
3) R2＝？为什么？ R2=R1∥Rf
4) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？
5) 若要Ri＝100kuΩIC，=比0，例对系数KC为MR－的10要0，求R低1＝？ Rf＝？ Rf太大，噪声大。
uO
(1
Rf R1
)u
uR 2R 3R /3/R /4/R 4uI1 R 3R 2R /2/R /4/R 4uI2
u O (1 R R 1 f)R ( 2 R 3 R /3 R / /4 R /4 u I 1R 3 R 2 R /2 R / /4 R /4 u I) 2
模 拟电子技术
R2 // R3 // R4 = R1// Rf
uORf(uRI11uRI22)
若 Rf = R1= R2 则 uO = (uI1+ uI2)
模 拟电子技术
1. 反相加法运算 方法二：利用叠加原理
首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所 有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。
uO1
Rf R1
uI1
同理可得
u O2
Rf R2
模 拟电子技术
二、同相比例运算
uuuI i1 iF
uI uI uO
R1
Rf
uO
(1
Rf R1
)uI
一般u有 O(1R R1f )u
1) 电路引入了哪种组态的负反馈？
2) 输入电阻为多少？
3) 电阻R2＝？为什么？ 4) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？
uic=ui，对 KCMR 的要求高
模 拟电子技术
T 形反馈网络反相比例运算电路
利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。
i2
i1
uI R1
uM
R2 R1
uI
uOuM(i2i3)R 4
i3
uM R3
uOR2R 1R4(1R2∥ R3R4)uI
若R 要 i 1k 0 求 ， 0R 1 则 ？ 若比 例 1， 0R 2 系 0 R 4 数 1k 0 ， 为 0R 3 则 ？
uo = Rf /R1( uI2 uI1 ) 减法运算实际是差分电路
模 拟电子技术
7.2.３ 微分与积分运算
一、反相输入运算电路的组成规律
模 拟电子技术
同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器
uOuu- uI
1) F ? 2) Ri ? Ro ? 3) u Ic ?
模 拟电子技术
7.2.2 加法与减法运算
一、加法运算
方法一：节点电流法
1. 反相加法运算
iF i1 + i2
uO uI1 uI2 Rf R1 R2
R3 = R1 // R2 // Rf
开环电压放大倍数 A0d=∞
差摸输入电阻 Rid=∞
输出电阻
R0=0
为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：
理想运放工作在线性区的条件：
电路中有负反馈！
运放工作在线性区的分析方法：
虚短（U+≈U-） 虚断（i+≈i-≈0）
模 拟电子技术
3. 非线性应用
运放工作在非线性区的特点：
正、负饱和输出状态
5. 学习运算电路的基本要求
（1）识别电路； （2）掌握输出电压和输入电压运算关系式的求解方法。
模 拟电子技术
7.2 基本运算电路
7.2.1 比例运算 7.2.2 加法与减法运算 7.2.3 微分与积分运算
模 拟电子技术
7.2.1 比例运算 一、反相比例运算
运算放大器在线性应用 时同时存在虚短和虚断
模 拟电子技术
7.1一般问题 1. 运放的电压传输特性
设：电源电压±VCC=±10V。 运算放大器的两个工作区域（状态）
运放的AOd=104
uO＝Aod(u+－ u-)
│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。
AOd越大，线性区越小， 当AOd→∞时，线性区→0
模 拟电子技术
理想运算放大器：
2. 线性应用
)
若 R2 = R3 = R4 ， Rf = 2R1 则 uO = uI1+ uI2
模 拟电子技术
推广 RF
R uI1 R1 uI2 R2
N-∞ +
P+
uO
uI3 R3
R4
当RP=RN时， uORf (uRI11uRI22uRI33)
模 拟电子技术
二、减法运算
法 1：利用叠加定理
uI2 = 0
uI1
模 拟电子技术
电子信息系统
传感器 接收器
隔离、滤 波、放大
运算、转 换、比较
功放
信号的 提取
电子信息系统 的供电电源
信号的 预处理
信号的 加工
信号的驱 动与执行
A/D转换
计算机或其 它数字系统
D/A转换
模 拟电子技术
第 7章
集成运算组成的运算电路
7.1 一般问题 7.2 基本运算电路 7.3 对数和指数运算电路 7.4 基本运算电路应用举例 7.5 集成模拟乘法器及其应用
u O (1 R R 1 f)R (2 R 3 R /3 R //4 R /4u I1 R 3 R 2 R /2 R //4 R /4u I2 )
(R 1R 1R f)R 2//R 3//R 4(u R I21u R I32)
Rf RN
RP(uRI21
uI2) R3
Rf
(uI1 R2
uI2 R3
使：uO
1
Rf R1
uI1
uI1 = 0 uI2 使：uO2(1 RR1f )u
法 2：利用虚短、虚断
uRu1O RR 1f Ru1I1RR ff
uO2(1R R1 f )R1R fRf uI2
一般 R1 = R1； Rf = Rf
u
uI2Rf R1 Rf
u
uO = uO1 + uO2 = Rf / R1( uI2 uI1 )