运算放大器的仿真实验
运算放大器的应用实验报告
运算放大器的应用实验报告仪用运算放大器及其应用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：仪用运算放大器及其应用实验类型：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．了解仪表放大器与运算放大器的性能区别；2．掌握仪表放大器的电路结构及设计方法；3．掌握仪表放大器的测试方法； 4．学习仪表放大器在电子设计中的应用。
二、实验内容和原理1．用通用运算放大器设计一个仪表放大器（用LM358芯片）2．用INA128 精密低功耗仪器放大器设计一个仪表放大器仪表放大器是一种高增益放大器，其具有差分输入、单端输出、高输入阻抗及高共模抑制比等特点。
仪表放大器采用运算放大器构成，但在性能上与运算放大器有很大的差异。
标准运算放大器的闭环增益由反馈网络决定；而仪表放大器使用了一个与其信号输入端隔离的内部反馈电阻网络，因此具有很高的共模抑制比KCMR，在有共模信号的情况下也能放大很微弱的差分信号。
当前在数据采集、医疗仪器、信号处理等电子系统设计中普遍采用仪表放大器对弱信号进行高精度处理。
常用的仪表放大器可采用由三个运算放大器构成，也可直接选用单片仪表放大器。
单片仪表放大器具有高精度、低噪声、设计简单等特点以成为优选器件。
三、主要仪器设备LM358芯片INA128 精密低功耗仪器放大器四、操作方法和实验步骤两种仪表放大器的性能测量：一、电压增益和最大不失真输出，并计算出共模抑制比输入正弦波，改变输入信号幅度或频率，用示波器监测输出波形，在不失真的情况下，测量输入电压为最大或最小时的电压增益，及最大不失真输出电压，并计算共模抑制比。
二、输出端噪声电压输入为0，用示波器测量峰峰值。
集成运算放大器应用实验报告
I1=1mA I2=0.6mA I=1.6mA If=1.6mA V1=5V V2=3V V0=-8V 2．根据电路元件值，计算 I 1 , I 2 , I 及 I f 。 I1=V1/R3=1mA I2=V2/R4=0.6mA I=I1+I2=1.6mA If=I=1.6mA 3．根据步骤 2 的电流计算值，计算输出电压 V0。另外，用 V1 和 V2 计算 V0。 V0=-IfRf=-8V V0=-(V1+V2)=-8V 4．在 EWB 平台上建立如图 7-3 所示的实验电路，仪器按图设置。单击仿真开关运行动 态分析。在坐标纸上画出输入及输出波形，并记录直流输出偏移电压。
V1 R1பைடு நூலகம்
由于运放反相输入端虚地，因此加法器的输出电压 Vo 为反馈电阻 Rf 两端电压的负值， 即 对于图 7-3 和图 7-4 所示的电路，输出电压为
四、实验步骤
1．在 EWB 平台上建立如图 7-2 所示的实验电路，万用表按图设置。单击仿真开关运行 电路分析。记录 I1 , I 2 , I , I f ,V1 ,V2 及 V0 。
9．根据电路元件值，用 V1 和 V2 计算输出电压 V0。V0=-V1=-1V
五、思考与分析
1．在步骤 1 中电流 I1,I2,I 及 If 的测量值与计算值比较，情况如何？ 完全一样 2．在步骤 1 中输出电压 V0 的测量值与计算值比较，情况如何？为什么 V0 为负值？ 完全一样，运放接入的是负极 3．在步骤 1，3 中，输出电压与输入电压之间有何关系？ 输出是所有输入电压和的相反数 4．在步骤 5 中，输入电压与输出电压之间有何关系？ 输出是所有输入电压和的相反数 5．在步骤 7 中，输入电压与输出电压之间有何关系? 输出是所有输入电压和的相反数 6．在步骤 8 中，输入电压与输出电压之间有何关系？ 输出是所有输入电压和的相反数
Pretel DXP 运算放大器电气参数仿真
电子线路设计实验报告
电信学院
Pretel DXP 运算放大器电气参数仿真
姓名：f雷诺
班级：snow
学号：高手
一．实验一电路图：
实验结果：
二．实验2的任务1：失调电压的测试
输入失调电压：输入电压为零时，将输出电压除以电压增益
输入失调电压公式为：v0=R1*U01/(R1+Rf) {输出电压为U01}
实验电路图：
V1=0V
仿真结果：
根据公式得此时的输入失调电压为：1mv
图形分析：
三．输入失调电流的protel dxp 仿真
输入失调电流Iio 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。
Iio = |IB1-IB2|
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ß的失配度，由于IB1 ,IB2 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，测试电路分两步：
闭合开关，在低输入电阻下测出U01，就是上边这个仿真。
2 断开开关，既以下的仿真，接入电阻，由于电阻大，流经它们的输入电流的差异，将变成输入电压的差异。
Ii0=|IB1-IB2|=|Uo2-Uo1|*R1/((R1+RF)*RB))
实验电路图：
仿真设置：
仿真结果：
由公式得：
输入失调电流Iio=0.044uA
四．短路输出电流仿真
在输出级加一个1欧的电阻，则输出电压既短路输出电流实验电路图：
仿真结果：
实验电路的元器件清单：
元器件型号元器件个数阻值为51的电阻R1 2
阻值为5.1K的电阻R2 2
LM741H 1
VSRC 3。
模拟电子技术基础实验预习报告-集成运算放大器基本应用Multisim仿真
模拟电子技术基础实验预习——集成运算放大器基本应用Multisim仿真实验目的：1.加深对集成运算放大器的基本特性的理解；2.掌握集成运算放大器的基本使用方法；3.熟悉集成运算放大器在基本运算电路中的应用和电路的设计方法；4.掌握集成运算放大器的安装和测试方法。
实验内容：1.反相比例运算电路U i /V U O /V A’UF =U O /U i （实测）A UF =1+R F /R 1（理论）E=(A’UF -A UF )/A UF+0.5-1.499-2.99830+1-2.999-2.99930U i (t)=0.25sin2000πtVU O (t)=-0.74sin2000πtV-2.96031.3%2.同向比例放大运算电路U i /V U O /V A’UF =U O /U i （实测）A UF =1+R F /R 1（理论）E=(A’UF -A UF )/A UF-0.5-1.999 3.99840+0.52.0014.00240U i (t)=0.25sin2000πtVU O (t)=-1.00sin2000πtV4.0004U i1/V U i2/V U o/V（实测）U o/V（理论）12-2.999-32-1-0.999-1-1-2 3.00134.减法运算电路U i1/V U i2/V U o/V（实测）U o/V（理论）12 1.000121-0.999-1积分运算电路无反馈电阻有反馈电阻输入信号u i输出信号u oU p-p /VT/ms U i4.001U o无反馈电阻8.291有反馈电阻7.361波形波形输入信号u i 输出信号u o。
反相运算放大电路的仿真
实验一 反相运算放大电路的仿真姓名：谢朗 班级：电子信息工程112班 学号：7020911048 成绩：【实验目的】（1）熟悉并学会运用Multisim 软件，学会一些基本的仿真器件。
（2）学会运算放大器的工作原理，巩固运算放大器的知识。
【实验器材】（1）6只1K 电阻、1只10K 电阻、1只7.5K 电阻、1只20K 电阻。
（2）一个运算放大器、一个示波器、信号源（3）导线、1只1uF 电容【实验原理】一、理想运算放大器的基本特性（1） 开环增益A ud 等于无穷大。
（2） 输入阻抗无穷大。
（3） 输入阻抗等于0.（4） 带宽无穷大。
（5） v p =v n ,即虚短。
（6） i p =i n =0,即虚断。
二、反相比例放大电路1、基本电路电路如图所示，输入电压通过R1作用于运放的反相端，R2跨接在运放的输出端和反相端之间，同相端接地，由虚短和虚断的概念可知，通过R3的电流为零，所以反相输入端的电位接近于地电位，故称为虚地。
虚地的存在是反相放大电路在闭环工作状态下的重要特征。
2、反相端为虚地点，即v n =0，由虚断的概念可知，通过R1的电流等于通过R2的电流故有012i n nv v v v R R --=所以 R R v v A i u 120-== 上式表明，该电路的电压增益是电阻R1与R2的比值。
负号表明输出电压与输出电压相位相反。
3、输入电阻R iR i =R R v v i v i i i i 11== 三、反相积分电路电路假设电容器C 初始电压为0，根据虚断和虚短可知：010111I n I dt dt c c R dt RC v v v i v v -===-⎰⎰⎰上式表明，输出电压为输入电压对时间的积分，负号表示它们在相位上是相反的。
四、反相微分电路设t=0时，电容器的电压为0，当信号电压接入后，有101I In d C dtd R RCdt v i v v v i =-== 从而 0I d RC dt v v =-上式表明，输出电压正比于输入电压对时间的微商，负号表示它们在相位上是相反的。
集成运算放大器的线性应用实验
集成运算放大器的线性应用实验佘新平编写一、 实验目的1．了解集成运放的使用方法；2．熟悉集成运放的双电源和单电源供电方法；3．掌握集成运放构成各种运算电路的原理和测试方法。
二、 实验仪器及器件 1．双踪示波器； 2．直流稳压电源； 3．函数信号发生器；4．数字电路实验箱或实验电路板；5．数字万用表；6．集成电路芯片uA741 2块、瓷片电容0.01uF2个、电阻10k 10个、20k 5个、30k 2个、50k 2个、100k 2个、5.1k 1个、3.3k 1个、680k 1个，10k 电位器3个。
三、 预习要求1．熟悉集成电路芯片uA741的引脚图及功能； 2．掌握集成运放的工作特点；3．掌握构各种运算电路的形式及工作原理。
四、实验原理（1）集成运放简介集成电路运算放大器（简称集成运放或运放）是一个集成的高增益直接耦合放大器，通过外接反馈网络可构成各种运算放大电路和其它应用电路。
集成运放uA741的电路符号及引脚图如图1所示。
图1 uA741电路符号及引脚图任何一个集成运放都有两个输入端，一个输出端以及正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端等。
（a ）电源端：通常由正、负双电源供电，典型电源电压为±15V 、 ±12V 等。
如：uA741的7脚和4脚。
（b ）输出端：只有一个输出端。
在输出端和地（正、负电源公共端）之间获得输出电压。
如：uA741的6脚。
最大输出电压受运放所接电源的电压大小限制，一般比电源电压低1～2V ；输出电压的正负也受电源极性的限制；在允许输出电流条件下，负载变化时输出电压几乎不变。
这表明集成运放的输出电阻很小，带负载能力较强。
调零V - V + -V cc调零 +V cc NC V O（c ）输入端：分别为同相输入端和反相输入端。
如：uA741的3脚和2脚。
输入端有两个参数需要注意：最大差模输入电压V id max 和最大共模输入电压V ic max。
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。
电子技术实验与Multisim 12仿真实验2.6 集成运算放大器应用(I)-模拟运算电路
图2-86 差动比例运算电路
图2-88 反相求和电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-89 同相求和电路
图2-90 和差电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-91 反相积分电路
（a）
（b） 图2-92 反相积分电路输入、输出波形
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-93反相微分电路
图2-94 反相微分电路输入、输出波形
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
五、实验室操作实验内容
1. 反相比例运算电路 2. 同相比例运算电路 3. 反相加法运算电路 4. 减法运算电路 5. 积分运算电路
三、实验原理
图2-74 差动比例运算电路
uo
uo1
uo2
Rf 1 R1
(ui1
ui2 )
图2-75 反相求和电路
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui2
Rf R3
ui3
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
三、实验原理
图2-76 同相求和电路
图2-77 和差电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
二、实验设备及材料
1．装有Multisim 12的计算机。 2．函数信号发生器。 3．双通道示波器。 4．数字万用表。 5．模拟电路实验箱。 6．芯片。 7．电阻、电容若干。
【东南大学模电实验】实验七运算放大器及应用电路
实验七运算放大器及应用电路实验目的：1.认识运放的基本特性，通过仿真测试了解运放的基本参数，学会根据实际情况选择运放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.运放基本参数电压传输特性如图，用DC Sweep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 vd0.DC Sweep仿真结果：A vd0=V(3)/V3=dy/dx=99.599k将扫描电压范围设为-500μV~500μV，当斜率为99.5987k时，测得线性工作区输入电压范围为-14.369V~12.9402V。
思考：A.当输入差模电压为0时，输出电压为多少？若要求输出电压为0，如何施加输入信号？为什么？输入差模电压为0时，输出电压为-3.3536V。
若要求输出电压为0，应将输入电压V3置为33.604μV。
B.观察运放输出电压的最高和最低电压，结合LM358P内部原理图所示电路分析该仿真结果的合理性。
最低电压：-14.369V，最高电压：12.9402V。
最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。
IN+可对OUT下边的PNP管射级电流造成影响。
IN+在很小的正电位时，输出为0，这导致了最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。
输入失调电压根据下图所示电路，仿真得到LM358P的输入失调电压V IO。
R1=1kΩ，R2=10Ω，进行直流工作点仿真，并完成表1R1=10kΩ，R2=100Ω，进行直流工作点仿真，并完成表2R1=100kΩ，R2=1kΩ，进行直流工作点仿真，并完成表3表1V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3416.60 -33.6312 0 33.6312 -34.16687表2V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3596.2 -33.6325 0 33.6325 -35.962表3V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -5388.47 -33.6148 0 33.6148 -53.8847根据上述仿真结果，给出运放的输入失调电压V IO。
模电实验2集成运算放大器仿真
附录
1、电压跟随器
2、上图为Vi=3V、RL=2KΩ时仿真所得数据V0=3V；改变RL,V0不变；改变Vi, 始终有V0=Vi。
3、反相放大电路
4、上图为反相放大电路, 其中输入电压Vi=0.1V, 输出电压V0=-1V。
改变Vi, 当Vi分别为
0.2V,0.3V,0.4V,0.5V时, V0分别为-2V,-3V,-4V,-5V.由此可得AV=V0/Vi=-10.
5、同向输入放大电路
6、上图为同相放大电路, 其中输入电压Vi=0.1V, 输出电压V0=1.1V。
改变Vi, 当Vi分别为
0.2V,0.3V,0.4V,0.5V时, V0分别为2.2V,3.3V,4.4 V,5.5V.由此可得AV=V0/Vi=11.
7、电压比较器
电路图:
（1）当输入电压Vi=50mv（峰值）f=1000Hz的正弦电压时, 输出波形如下:
(2)将Vi降至1Hz, 在输出端以两只反向并接的发光二极管代替负载RL, 输出波形如下图:
8、运放组合
上图为仪用放大器, 由图可知, V1=0.1V,V2=0.2V时, V0=1V;类似的, 改变V1,V2;使V1=0.3,V2=0.2,仿真结果V0=-1V.。
实验三 两级运放原理图设计及仿真
输出摆幅≥ ±1V;
失调≤ ±10mV; 噪声≤ 200(1kHz时);
参考电路1：
VDD M3 x iref vin1 M1 Vn Id5 M8 3 M5 M2 vin2 CL M7 y M4 M6
?唐长文菅洪彦通信系统混合信号vlsi设计全差分运算放大器设计课程设计报告设计全差分运算放大器设计课程设计报告
实验三 两级CMOS运放的原理图设计及仿真
实验目的：
掌握采用cadence实现模拟IC原理图设计的方法； 掌握集成运算放大器设计的参数估算方法； 掌握集成运算放大器主要参数的仿真方法；
实验报告： 描述设计仿真过程；
描述参数估算过程； 描述性能参数仿真过程及结果，并进行分析；
• 设计指标要求：
开环增益≥60dB; 单位增益带宽≥50MHz; 摆率(Slew Rate)≥ 5V/us; 相位裕度≥50 ICMR ≥ ±0.8V; CMRR ≥50dB; PSRR ≥50dB;
实验内容 采用传统的集成运放设计参数估算方法设 计运放； 完成原理图设计并仿真验证；
实验步骤：
根据设计指标，选择电路结构； 根据设计指标及电路结构，估算电路参数； 采用cadence进行电路参数仿真； DC仿真，检查电路工作状态； AC仿真考察幅频特性、相频特性等； 瞬态仿真，观察输入输出波形； 调整电路参数。 引入相位补偿网络，提高电路的稳定性； 设计优化。
• 参考过程：
(1)选取电路结构； (2)确定工作点：由功耗、增益等要求选取各支路的工作电流； 如参考电路2:
g m 2 Cox (W / L ) I DS / 2 1 1 ro go I DS
集成运算放大器的应用实验报告
集成运算放⼤器的应⽤实验报告集成运算放⼤器实验报告集成运算放⼤器是⼀种⾼性能多级直接耦合具有两个输⼊端、⼀个输出端的电压放⼤电路。
具有⾼增益、⾼输⼊阻抗低输出阻抗的特点。
通常，线性应⽤电路需要引⼊负反馈⽹络，构成各种不同功能的实际应⽤电路。
(a)µA741⾼增益运算放⼤器（b）LM324四运算放⼤器图2.4.2 典型的集成运放外引脚排列1. ⽐例、加减、微分、积分运算电路设计与实验1.1原理图(a) 反相⽐例运算电路 (b) 同相⽐例运算电路图1.1 典型的⽐例运算电路(a) 反相求和运算电路 (b) 同相求和运算电路图1.2 典型的求和运算电路(a) 单运放减法运算电路 (b) 双运放减法运算电路图1.3 典型的减法运算电路图1.4 积分电路图1.5 微分电路图 1.6 实际微分电路（PID）2.⽅波、三⾓波发⽣器2.1原理图图2.1 ⽅波、三⾓波发⽣器2.2理论分析(参照实验教材分析⼯作原理和周期、频率、幅度近似计算出以上结果) 2.2.1频率分析2.2.2幅度分析2.2.3幅度调整图2.2 ⽅波幅度通过R4、R5⽐例调整2.2.4减法器图2.3 减法器（交流正弦信号来⾃⽰波器）图2.4 积分器（⽅波信号可以来⾃⽰波器）图2.5 微分器（⽅波信号可以来⾃⽰波器）2.4.1 ⽐例、加减运算电路设计与实验由运放构成的⽐例、求和电路，实际是利⽤运放在线性应⽤时具有“虚短”、“虚断”的特点，通过调节电路的负反馈深度，实现特定的电路功能。
⼀、实验⽬的1．掌握常⽤集成运放组成的⽐例放⼤电路的基本设计⽅法； 2．掌握各种求和电路的设计⽅法；3．熟悉⽐例放⼤电路、求和电路的调试及测量⽅法。
⼆、实验仪器及备⽤元器件（1）实验仪器（2）实验备⽤器件三、电路原理集成运算放⼤器，配备很⼩的⼏个外接电阻，可以构成各种⽐例运算电路和求和电路。
图2.4.3（a ）⽰出了典型的反相⽐例运算电路。
依据负反馈理论和理想运放的“虚短”、“虚断”的概念，不难求出输出输⼊电压之间的关系为 1f o i i R A R υυυυ==-2.4.1式中的“-”号说明电路具有倒相的功能，即输出输⼊的相位相反。
电子工程基础实验-基本的集成运算放大器Multisim仿真
电子工程基础实验
——基本的集成运算放大器Multisim仿真
实验目的：
1.研究集成运算放大器在比例放大、相加以及积分电路中的工作原理及功能；
2.掌握集成运算放大器构成基本的模拟信号运算电路。
实验原理：
集成运算放大器是一种高性能的多级直接耦合放大电路，只要在输入、输出端之间加接不同的电路或网络，即可实现不同的功能。
1.理想运算放大器
满足下列条件的运算放大器称为理想运算放大器：开环电压增益Au、输入电阻Ri、共模抑制比均为∞；输出电阻Ro、输入电流、失调与漂温均为零等。
运算放大器工作在线性区时，输出电压接近于正、负电源电压。
2.基本运算电路
（1）比例放大器
（2）加减法器
（3）积分与微分器
实验内容：
（1）反相比例放大器
（2）同相比例放大器
（3）电压跟随器
（1）加法器
（2）减法器
（1)积分器
（2）微分器
设计实验
运用运放，设计一个电路，使其输出如下图所示的波形（y=6+4sin1000t)。
用运算放大器组成万用表的设计 实验仿真
用运算放大器组成万用表的设计实验仿真
本文通过使用运算放大器组成万用表的实验仿真，分析万用表的工作原理和主要功能，以供初学者参考。
一、万用表的原理
万用表是一种多功能的工具，它可以实现仿真测量，电路测量，现场测试和实验仿真
等多种用途。
其核心原理即为使用运算放大器来实现，主要原理是利用了运算放大器的功能，使用电压或电流的形式来控制现场的电路的形式，将电气信号的输入转换为对电路的
控制。
二、使用运算放大器组成万用表的实验仿真
（1）实验仿真装置
本次实验所使用的运算放大器为LM741，它是一款单片集成芯片，它具有全差分输入、超低功耗、双路增益、低失真率、高速输入和输出。
实验仿真装置包括常用模块如：示波器、电压稳定电源、变压器等。
（2）实验仿真步骤
1. 首先，将LM741运算放大器与实验仿真装置连接，检查运算放大器的特性和参数，确保系统的可靠性；
2. 将示波器与运算放大器连接，测量电压和电流，以观察输入信号的分布；
3. 串联电压稳定电源与运算放大器，调整电压稳定电源输出电压，以观察放大器输
出的特性以及输出信号的分布；
4. 调整变压器，利用调节器调整输出电流，观察系统的可靠性；
5. 将所有模块与电路连接，调整变量，完成该实验仿真。
三、总结
通过以上实验仿真，可以看出，使用运算放大器作为核心原理构成的万用表可以有效
实现实验仿真及测量电路等多种应用，是一种非常实用的测试仪器。
但同时，也应注意设
置实验仿真装置的参数，以及充分使用实验仿真环境的多种设备，以保证实验学习和操作
的正确性与可靠性。
东南大学模电实验报告模拟运算放大电路
东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称: 模拟电路实验第 一 次实验实验名称: 模拟运算放大电路(一) 院 (系): 专 业: 姓 名:学 号:实 验 室: 实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩: 审阅教师:实验一 模拟运算放大电路(一)一、实验目的:1、 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
2、 熟练掌握运算放大电路的故障检查与排除方法,以及增益、传输特性曲线的测量方法。
3、 了解运放调零与相位补偿的基本概念。
二、实验原理:1、反向比例放大器反馈电阻R F 值一般为几十千欧至几百千欧,太大容易产生较大的噪声及漂移。
R 的取值则应远大于信号源v i 的内阻。
若R F = R ,则为倒相器,可作为信号的极性转换电路。
2、电压传输特性曲线F V R A =-R双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。
电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。
一种就是手工逐点测量法,另一种就是采用示波器X-Y方式进行直接观察。
示波器X-Y方式直接观察法:就是把一个电压随时间变化的信号(如:正弦波、三角波、锯齿波)在加到电路输入端的同时加到示波器的X通道,电路的输出信号加到示波器的Y通道,利用示波器X-Y图示仪的功能,在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线,同时还可以测量相关参数。
具体测量步骤如下:(1) 选择合理的输入信号电压,一般与电路实际的输入动态范围相同,太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件;太小不能完全反应电路的传输特性。
(2) 选择合理的输入信号频率,频率太高会引起电路的各种高频效应,太低则使显示的波形闪烁,都会影响观察与读数。
一般取50～500Hz 即可。
(3) 选择示波器输入耦合方式,一般要将输入耦合方式设定为DC,比较容易忽视的就是在X-Y 方式下,X 通道的耦合方式就是通过触发耦合按钮来设定的,同样也要设成DC。
(4) 选择示波器显示方式,示波器设成X-Y 方式,对于模拟示波器,将扫描速率旋钮逆时针旋到底就就是X-Y 方式;对于数字示波器,按下“Display”按钮,在菜单项中选择X-Y。
Cadence一级差分运放的仿真实现
课时三、一级差分运放仿真 实现
一级差分运放
放大器是模拟与数字电路中的一个基 本结构，对功耗、线性度、增益、速度、 噪声都有较高的要求。
差分放大器具有更强的抗干扰能力。
运算放大器是模拟系统和混合系统中分输入，单端输出一级运放
仿真要求
➢ DC扫描 输入输出共模范围 ➢ AC分析
CMRR= A DM A CM
本实验中，低频时ACM大约为0.023，ADM大约为173 ，因此CMRR大约为75dB
实验步骤
八、电源抑制比 将vin1、vin2的AC magnitude设为0，电源的AC magnitude设为1
实验步骤
在低频时从VDD到VOUT的增益接近1。电源抑制比 （PSRR）的定义为：从输入到输出的增益除以从电 源到输出的增益。
实验步骤
从仿真结果可以看成，低频时，差模增益为175
实验步骤
六、共模增益 将vin1，vin2的AC magnitude都设为1。
实验步骤
我们可以看到，即使电路是完全对称的，输出信号 也会因为输入共模变化而变差。
实验步骤
七、共模抑制比 所需要的差动增益与不希望的共模增益的比值来衡 量对共模扰动的抑制能力。定义“共模抑制比”（ CMRR）
谢谢
实验步骤
三、DC扫描 设定model library、设置仿真条件
实验步骤
CMOS运放的仿真经验总结
CMOS运放的仿真经验总结CMOS运放是目前应用广泛的一种集成运算放大器，具有高增益、低功耗、尺寸小等优点，广泛应用于模拟电路设计领域。
在进行CMOS运放的仿真实验时，我积累了一些经验和教训。
以下是我对CMOS运放仿真的经验总结。
首先，在进行CMOS运放仿真之前，需要深入理解CMOS运放的基本原理和工作模式。
只有对CMOS运放的内部结构和电路特性有很好的了解，才能更好地进行仿真实验。
可以通过阅读相关的教材和文献、听讲座等途径增加对CMOS运放的理解。
其次，选取合适的仿真工具也非常重要。
目前市面上有很多仿真软件可供选择，如Cadence、SPICE等。
不同的仿真软件有不同的功能和适用范围，需要根据实验要求和个人偏好选择合适的仿真软件。
在进行CMOS运放仿真实验时，应该根据实际情况和设计要求进行仿真设置。
首先要确定仿真的电路拓扑结构，包括输入电路、差分放大电路、输出级电路等，以及电路元件的参数。
在设置元件参数时，需要根据设计要求和目标，进行合理的估计和选择。
在进行仿真前，应该先进行电路的直流偏置仿真，以确定电路的工作点。
在进行直流偏置仿真时，要注意合适的电源电压和电流，以及电路的输入信号。
如果电路的工作点设置不合理，可能导致电路无法正常工作。
进行仿真时，应该选择合适的仿真方法和参数。
一般来说，可以选择直流仿真、交流仿真和时域仿真等方法进行仿真。
在设置仿真参数时，要注意仿真时间、步长、收敛准则等。
如果仿真时间设置过短，可能无法观察到电路的稳态行为；如果仿真步长设置过大，可能无法准确模拟电路的动态响应。
在进行CMOS运放仿真实验时，还需要根据仿真结果进行分析和评估。
可以观察电路的输入输出波形、增益、带宽等指标，评估电路的性能和稳定性。
如果仿真结果不符合设计要求，可能需要进行电路参数调整或电路结构优化。
总之，CMOS运放的仿真实验需要一定的理论基础和实践经验。
通过认真学习和实践，可以掌握CMOS运放的仿真方法和技巧，提高电路设计的准确性和效率。
集成运放同相放大器的带宽测量(设计与仿真)实验报告
集成运放同相放大器的带宽测量（设计与仿真）实验报告一、实验目的1、熟悉放大器幅频特性的测量方法。
2、掌握集成运算放大器的带宽与电压放大倍数的关系。
3、了解掌握Proteus 软件的基本操作与应用。
二、实验线路及原理1、实验原理（1）同相放大器同相放大器又称同相比例运算放大器，其基本形式如图2.1所示。
输入信号U i 经R 2加至集成运放的同相端。
R f 为反馈电阻，输出电压经R f 及R 1组成的分压电路，取R 1上的分压作为反馈信号加至运放的反相输入端，形成了深度的电压串联负反馈。
R 2为平衡电阻，其值为R 2=R 1//R f 。
电压放大倍数为R R U U A f i uf 101+==。
输出电压与输入电压相位相同，大小成比例关系。
比例系数（即电压放大倍数）等于1+R f /R 1,与运放本身的参数无关。
图2.1 同相放大器 图2.2 某放大电路的幅频特性（2）基本概念 1）带宽运放的带宽是表示运放能够处理交流小信号的能力。
运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率围，带宽越高，能处理的信号频率越高，高频特性就越好，否则信号就容易失真。
图2.2所示为某放大电路的幅频响应，中间一段是平坦的，即增益保持不变，称为中频区（也称通带区）。
在f L 和f H 两点增益分别下降3dB ，而在低于f L 和高于f H 的两个区域，增益随频率远离这两点而下降。
在输入信号幅值保持不变的条件下，增益下降3dB 的频率点，其输出功率约等于中频区输出功率的一半，通常称为半功率点。
一般把幅频响应的高、低两个半功率点间的频率定义为放大电路的带宽或通频带，即BW=f H -f L 。
式中f H 是频率响应的高端半功率点，也称为上限频率，而f L 则称为下限频率。
通常有f L <<f H ，故有BW≈f H 。
2）单位增益带宽运放的闭环增益为1倍条件下，将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，随着输入信号频率不断变大，输出信号增益将不断减小，当从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）时，所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。
实验课7 全差分运放的仿真方法
CMOS模拟集成电路实验报告实验课7 全差分运放的仿真方法目标：1、了解全差分运放的各项指标2、掌握全差分运放各项指标的仿真方法,对全差分运放的各指标进行仿真，给出各指标的仿真结果。
本次实验课使用的全差分运放首先分析此电路图，全差分运算放大器是一种具有差分输入，差分输出结构的运算放大器。
其相对于单端输出的放大器具有一些优势：因为当前的工艺尺寸在减少，所以供电的电源电压越来越小，所以在供电电压很小的情况下，单端输出很难理想工作，为了电路有很大的信号摆幅，采用类似上图的全差分运算放大器，其主要由主放大器和共模反馈环路组成。
1、开环增益的仿真得到的仿真图为1.开环增益：首先开环增益计算方法是低频工作时(<200Hz) ，运放开环放大倍数；通过仿真图截点可知增益为73.3db。
2.增益带宽积：随着频率的增大，A0会开始下降，A0下降至0dB 时的频率即为GBW，所以截取其对应增益为0的点即可得到其增益带宽积为1.03GB。
3.相位裕度：其计算方法为增益为0的时候对应的VP的纵坐标，如图即为-118，则其相位裕度为-118+180=62，而为保证运放工作的稳定性，当增益下降到0dB 时，相位的移动应小于180 度，一般取余量应大于60度，即相位的移动应小于120 度；所以得到的符合要求。
在做以上仿真的时候，关键步骤在于设定VCMFB，为了得到大的增益，并且使相位裕度符合要求，一直在不停地改变VCMFB，最初只是0.93,0.94,0.95的变化，后来发现增益还是远远不能满足要求，只有精确到小数点后4为到5位才能得到大增益。
2.CMRR 的仿真分析此题可得共模抑制比定义为差分增益和共模增益的比值，它反映了一个放大器对于共模信号和共模噪声的抑制能力。
因此需要仿真共模增益和差分增益。
可以利用两个放大器，一个连成共模放大，一个连成差模放大，用图1仿真差分增益图1用图2仿真共模增益图2将两个仿真写在一个sp文件中可以得到如下结果：相角仿真因为CMRR 的相角为=Vp(V op,Von)-Vp(V o p)黄色的为Vp(Vo p)，红色的为Vp(V op,Von)，两者相减，得到CMRR 的相角的仿真图为，其中蓝线为CMRR的相角仿真图，其它两条为上面的线，将它们放在一起对比：CMRR的幅度仿真其CMRR 的幅值为=Vdb(V op,V on)-Vdb(V op)，蓝线为Vdb(V op,V on)，粉线为Vdb(V op)，两者相减得到绿线，即为CMRR的幅值特性曲线截取其在100HZ之前的增益值可得低频时增益为49.1db。
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实
验
报
告
册
指导教师邱刚
课程名称模拟电子技术基础
实验名称集成运算放大器的设计
实验类型设计
学院名称电子与信息工程专业电子与信息工程
年级班级2011级电信3班学生姓名赵明贵
学号201107014314 成绩
2012年11月29日实验四集成运算放大器的设计
运算放大器应用电路的设计与制作
一．实验目的
1.掌握运算放大器和滤波电路的基本工作原理；
2.掌握运用运算放大器实现滤波电路的原理方法；
3.会用Multisim10对电路进行仿真分析；
二．实验内容
1.讲解运算放大器和滤波电路的基本工作原理；
2.讲解用运算放大器实现滤波电路的原理方法；
3.用Multisim10对二阶有源低通滤波电路进行仿真分析；
三．实验仪器
Multisim10软件;电阻若干，导线若干，线路板一块，ua741运放两个，万用表，实验箱。
四．实验原理
集成运算放大器是高增益的直流放大器。
在它的输入端和输出端之间加上不同的反馈网络，就可以实现各种不同的电路功能。
可实现放大功能及加、减、微分、积分、对数、乘、除等模拟运算及其他非线性变换功能；将正、负
两种反馈网络相结合，还可具有产生各种模拟信号的功能。
本实验着重以输入和输出之间施加线性负反馈网络后所具有的运算功能进行研究。
理想运放在线性运用时具有以下重要特性：
（1）理想运放的同相和反相输入端电流近似为零，即。
（2）理想运放在作线性放大时，两输入端电压近似相等，即：。
1.反相放大器
信号由反相端输入，电路如图3-1所示。
在理想条件下，放大器的闭环增益。
增益要求确定之后，与的比值即确定，在选择其值时需注意：与不要过大，否则会引起较大的失调温漂；但也不要过小，否则无法满足输入阻抗的要求。
一般取为几十千欧至几百千欧。
当时，放大器的输出电压等于其输入电压的负值。
此时，它具有反相跟随的作用，称之为反相器。
2.同相放大器
信号由同相端输入，电路如图3-2所示。
在理想条件下，放大器的闭环增益为
图3-1 反相放大器图3-2 同相放大器当为有限值时，放大器增益恒大于1。
当→∞（或=0）时，同相
放大器具有同相跟随的作用，即，称之为跟随器。
跟随器有图2-3所示的两种电路形式，具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，且有阻抗变换的作用，常用来做缓冲或隔离级。
图3-3电压跟随器
3.加法器
根据信号输入端的不同有同相加法器和反向加法器两种形式。
原理电路如图3-4和图3-5所示。
图3-4同相加法器图3-5反相加法器图3-5的反相加法器，运放的输入端有一端接地，另一端由于理想运放的“虚地”特
性，使得加在此输入端的多路输入电压可以彼此独立地通过自身输入回路电阻转换为电流，
精确地进行代数相加运算，实现加法的功能。
同相加法器的输出电压为
式中，。
因此与每个回路电阻均有关，要满足一定的比例关系，调节不便。
反相加法器的输出电压为
当时，)。
4.减法器
减法器实际上是反相放大器与同相放大器的组合，电路如图3-6所示，在理想条件下，输出电压与各输入电压的关系为
图3-6减法器
取电阻，，则
五.设计内容
用运算放大器UA741完成下面的实验内容，UA741的工作电压为±12 V。
1.第10周：设计一个满足如下公式的加法电路（必须同时使用两个运放）
检查方法：输入交流或者直流电压，输出结果应该满足公式。
2.第11周：设计一个满足如下公式的加法电路（必须同时使用两个运放）
U O = (U i2-4U i1)
检查方法：输入交流或者直流电压，输出结果应该满足公式。
五．注意事项
在焊接电路板时，需避免因焊接不当造成电路短接的现象，导致将运放烧坏。
在使用导线时，因尽量使用较短的导线，最好使用接线柱，这样可以减少实验的误差。
六．实验原理仿真图：
1.加法如图：
由虚短与虚短知：
U N=U P=0，
I N=I P=0
-=
U O=-(2U i1+3.5U i2)
2减法如图：
由虚短与虚断得：I N=I P=0，U N = U P = U i2
= , U O = (1+)(U I2)- U i1
即：U O = (U i2 - 4U i1)
七．误差分析：实验当中所使用的电阻与标准值之间存在一定的误差，在焊接时所使用的导线也会给实验造成一定的误差。
以及万用表的读数不稳定，输入电压与实际电压的不一致都给实验造成了误差。
八．数据记录及处理。
加法：公式：
减法：公式：
电压Uo 理论值仿真图
直流输入
1.000 0.999 -3.042 -0.3 K
-1.000 -2.001 2.078 2 L
-1.998 -4.003 -4.198 -4 M
-1.005 -1.998 2.154 2 N
0.499 3.003 1.026 1 O
电压Uo 理论值仿真图直
流
输
入
0.501 0.499 -2.783 -2.75 A
-0.601 -0.601 3.376 3.3 B
0.700 0.702 -3.965 -3.85 C
0.800 0.500 -3.618 -3.5 D
0.801 0.301 -3.015 -2.9 E
交
流
输
入
0.200 0.500 2.028 2 F
0.401 0.499 2.578 2.5 G
0.499 0.601 3.146 3.05 H
0.501 0.701 3.514 3.35 I
0.801 0.700 4.249 4.1 J
交
流
输
入
0.300 1.501 0.303 0.3 P
0.300 2.001 0.798 0.8 Q
0.501 1.998 0.010 0 R
0.501 2.501 0.502 0.5 S
1.000 3.002 1.052 1 T
九.仿真图
图A
图B
图D
图E
图F
图H
图I
图J
图K
图L
图M
图N
图P
图Q
图R
图T
九．实验总结
通过本次实验，大大的锻炼了自己的动手能力。
在焊接电路时，总会出现很多的差错，有时是电路短接了，有时是导线的问题。
但最终还是把问题给找了出来，这次试验让我掌握了很多从课本上学不到的知识。
比如焊接的方法，检查电路的方法，更重要的是动手能力得到了充分的锻炼。
并初步掌握了运算放大器和滤波电路的基本工作原理以及会用Multisim10对电路进行仿真分析。