模拟电路运算放大器
模电实验模拟运算放大电路(一)
实验目的和要求：① 了解运放调零和相位补偿的基本概念。
② 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
③ 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。
实验原理：预习思考：1、 设计一个反相比例放大器，要求：|A V|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上； 电路图如P20页5-1所示，电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ2、 设计一个同相比例放大器，要求：|A V|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；R F R LVo电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ 3、 设计一个电路满足运算关系 VO= -2Vi1 + 3Vi2减法运算电路：1123213111113232)()()(i f i f i f i i O V R R V R R R R R R V R R R V R R R V V -++=++-+=3)()(32131=++R R R R R R f ，0,22211==⇒=R R R R R f f取Ω=Ω=Ω=Ω=K R K R K R K R f 100,0,20,10321实验电路如实验内容：1、反相输入比例运算电路（I ） 按图连接电路，其中电源电压为±15V ，R 1=10 kΩ, R F =100 kΩ, R L =100 kΩ, R P =10 kΩ//100 kΩAR1R F Rp=R F //R1R LVoVi+Vcc-Vcc输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值，此时测出失调电压0.016 V 分析：失调电压是直流电压，将会直接影响直流放大器的放大精度。
直流信号测量：Vi/V V O /V Avf测量值 理论值 -2 14.25 -7.125 -10 -0.5 4.98 -9.96 -10 0.5 -5.02 -10.04 -10 2-12.87-6.435-10实验结果分析：运算放大器的输出电压摆幅受器件特性的限制，当输入直流信号较大时，经过运放放大后的输出电压如果超过V OM ，则只能输出V OM 的值。
模拟运算电路(三)
实验五模拟运算电路（三）一、实验目的1、了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念。
2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法。
二、实验原理三、预习思考1、查阅741运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义。
T:TIP参数名称参数值参数意义及设计时应该如何考虑直流参数输入失调电压V IO1(T) <6mV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。
理想运放当输入电压为零时，其输出电压也为零，但实际运放当输入电压为零时，其输出端仍有一个偏离零的直流电压，这是由于运放电路参数不对称所引起的。
输入偏置电流I IB80(T)<500nA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。
指运放输入级差分对管的基极电流12,B BI I,通常由于晶体管参数的分散性，12B B I I ≠。
输入偏置电流的大小，在电路外接电阻确定之后，主要取决于运放差分输入级的性能，当他的β值太小时，将引起偏置电流增加。
从使用角度看，偏置电流愈小，由信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小。
输入 失调电流I IO20(T)<200nA该参数是指流入两个输入端的电流之差。
输出电压为零时，两输入端静态电流的差值，即12io B B I I I =-。
其典型值为几十至几百Na .由于信号源内阻的存在，io I 会引起一输入电压，破坏放大器的平衡，使放大器输出电压不为零。
io I 越小越好，他反映了输入级有效差分对管的不对称程度。
失调电压温漂αV IO 20/uV C ±︒该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通常以/uV C ︒ 为单位表示.指在规定范围内io V 的温度系数。
集成运算放大器基本应用(模拟运算电路)实训指导
集成运算放大器基本应用 （模拟运算电路）实训指导（特别提醒：实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同，实验时应以实验电路板中的为准。
另外，由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致，实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。
有的元器件虽然已经坏了，但仅凭肉眼看不出来。
因此，在每次实验前，应该先对元器件（尤其是电阻、电容、三极管）进行单个元件的测量（注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量）。
并记下元器件的实际数值。
否则，实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。
）一．实验目的1．研究由集成运放组成的比例、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。
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i F O U R RU 1-=为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相端应接入平衡电阻R 2=R 1||R F 。
U OOU U图8—1 图8—22)反相加法电路电路如图8—2，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 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 F O U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=11 R 2 = R 1‖R F当R 1 ∞，U o =U i ，即得到如图8—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。
模拟电路运算放大器
模拟电路运算放大器模拟电路运算放大器是一种重要的电路组件，它广泛应用于模拟电路中的信号放大、滤波、求和及其他基本运算等方面。
本文将介绍模拟电路运算放大器的原理、特性以及应用。
一、原理模拟电路运算放大器是一种基于放大器的电路，其基本组成包括输入端、放大电路、反馈电路和输出端。
输入端接收待放大的信号，经过放大电路放大后，再经过反馈电路将一部分输出信号返回到放大电路的输入端，以实现对输入信号进行放大、求和等运算的功能。
二、特性1. 高增益：模拟电路运算放大器具有高增益特性，可以对输入信号进行较大幅度的放大，从而满足不同应用场景的需求。
2. 宽带宽：模拟电路运算放大器具有较宽的工作频带，可以放大高频信号，适用于多种不同频率范围内的信号处理。
3. 输入阻抗高、输出阻抗低：模拟电路运算放大器的输入端阻抗相对较高，输出端阻抗相对较低，能够有效地隔离输入与输出信号，减少信号失真。
三、应用1. 信号放大：模拟电路运算放大器主要用于信号放大方面，可以将微弱的输入信号放大至适合后续处理的幅度，提高信号质量。
2. 滤波：通过选择合适的电容、电感、电阻等元件，并结合运算放大器的特性，可以实现滤波功能，对特定频率范围的信号进行增强或抑制。
3. 求和运算：通过将多路输入信号接入运算放大器的不同输入端，实现多个信号的求和运算，广泛用于音频混音等领域。
4. 反相放大器与非反相放大器：模拟电路运算放大器可用作反相放大器和非反相放大器，根据电路连接的不同，可以实现对信号相位的反转或保持。
综上所述，模拟电路运算放大器是一种重要的电路组件，具有高增益、宽带宽、输入阻抗高、输出阻抗低等特性。
它在信号放大、滤波、求和等应用方面发挥着重要的作用，是模拟电路设计和实现中不可或缺的部分。
通过合理选择电路连接方式和元件参数，可以实现多种不同的功能和应用需求。
模拟电路放大器
模拟电路放大器模拟电路放大器是电子工程中常见的一种设备，它能够将输入信号放大为更大的输出信号。
在本文中，我们将探讨模拟电路放大器的工作原理、分类以及一些常见的应用场景。
一、工作原理模拟电路放大器的工作原理基于放大器的核心元件——晶体管。
晶体管分为三个区域：发射区、基极区和集电区。
通过输入信号作用于基极区，控制集电区的电流，从而实现信号的放大。
具体来说，模拟电路放大器通常由一个放大电路和一个电源电路组成。
放大电路中包含晶体管、电容器和电阻器等元件，它们协同工作以实现输入信号的放大。
电源电路则提供所需的电源电压和电流。
二、分类根据不同的放大器特性和应用场景，模拟电路放大器可分为多种类型。
以下是几种常见的分类：1. 音频放大器音频放大器广泛应用于音响、电视及无线通信等领域。
它们能够增强音频信号的强度，使其更适合于扬声器或其他音频设备播放。
2. 射频放大器射频放大器主要用于无线通信中，能够放大高频信号，提高信号的传输距离和质量。
3. 差分放大器差分放大器可将两个输入信号之间的差异放大。
它被广泛应用于模拟运算电路、差分放大电路和功率放大电路等。
4. 运算放大器运算放大器是一种高增益、差分输入的放大器，具有较好的线性特性。
它被广泛应用于模拟计算、滤波器和自动控制系统等领域。
三、应用场景模拟电路放大器在各个领域都有重要的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 音频放大音频放大器在音响系统中起到关键作用，能够增强声音并提高音质。
它常用于音响设备、电视和汽车音响系统等。
2. 通信系统射频放大器在无线通信系统中起到放大信号的作用，包括手机、卫星通信和雷达等。
3. 传感器信号放大一些传感器输出的信号很小，需要经过放大才能得到可用的数据。
模拟电路放大器在这种情况下起到关键作用，例如温度传感器、压力传感器等。
4. 仪器测量许多科学测量仪器需要放大微小的电信号，以便进行准确的测量。
模拟电路放大器广泛应用于示波器、频谱分析仪和电压表等仪器中。
实验--集成运算放大器的基本应用 模拟运算电路
实验–集成运算放大器的基本应用模拟运算电路引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称OPAMP）是一种重要的电子元件，它在模拟电路设计和实验中被广泛应用。
本文将介绍集成运算放大器的基本应用，并通过实验来验证其在模拟运算电路中的功能和性能。
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、差分输入和单端输出的电子放大器。
它具有很高的输入阻抗、低的输出阻抗和大的开环增益。
通过反馈电路，集成运算放大器可以实现各种电路功能，如放大器、比较器、滤波器等。
实验目的本实验旨在通过实际操作，掌握集成运算放大器的基本应用，包括放大器、比较器和无源滤波器。
实验器材•集成运算放大器IC•双电源电源•电阻•电容•示波器•多用电表实验步骤步骤1：放大器的基本应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个基本放大器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的幅值和频率，观察输出信号的变化。
步骤2：比较器的应用1.断开反馈电路，使集成运算放大器工作在开环状态。
2.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
3.调节输入信号的幅值，观察输出信号的变化。
步骤3：无源滤波器的应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个无源滤波器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的频率，观察输出信号的变化。
实验结果与分析在实际操作中，我们成功搭建了集成运算放大器的放大器、比较器和无源滤波器电路，并通过示波器观察到了相应的输入输出波形。
在放大器电路中，我们调节了输入信号的幅值和频率，观察到了输出信号的线性放大效果。
在比较器电路中，我们调节了输入信号的幅值，观察到了输出信号的高低电平变化。
模电第02章 运算放大器(康华光)
vp
vn
- ri ro + &#传输特性(vo~vi关系) 例如反相比例器：
vo
+Vom
传输特性
vo
Rf R1
vi
-vim
－Vom
vim
vi
vo 变化范围：
－ Vom
~ + Vom
线性工作区
当vo = Vom时： vim = - +Vom R1/Rf 可见：加入负反馈(闭环使用时)使线性工作区变宽。
vn
in
ro
ri +
vp ip +
vo
- A(vp-vn)
可见： 当vp-vn> 0 时, vo=+Vom 运放工作在正向饱和区 当vp-vn<0时, vo=-Vom 运放工作在反向饱和区
∵实际运算放大器≈理想运算放大器 ∴分析实际运算放大器≈分析理想运算放大器
(5-11)
五.含理想运算放大器电路的分析依据
RL
+ vo -
2.指标计算 虚地 (1)电压增益 “虚短”: vn≈vp ＝0 “虚断”: ip＝in≈0 ∴i1 ＝ i2+in≈ i2
1.结构特点 负反馈引到反相输入端, 信号从反相端输入。
v i v n v n vo R1 R2 v i vo R1 R2
vo R2 Av vi R1
当(vp- vn)<0时, vo=-Vom ——负饱和值
饱和值Vom的绝对值略低于正负电源的绝对值。
(5-13)
§2.3 §2.4 线性运放电路
运放外部接若干元件(R、C 等)，即可组成多种线 性运放电路。线性运放电路工作在闭环状态。
如何正确使用模拟电路中的运算放大器
如何正确使用模拟电路中的运算放大器在模拟电路设计中，运算放大器（Operational Amplifier）扮演着重要的角色。
通过正确使用运算放大器，可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
本文将介绍如何正确使用模拟电路中的运算放大器，以帮助读者更好地理解和应用这一关键电子元件。
一、运算放大器基础知识运算放大器是一种高增益、差模输入的集成电路，并且通常具有很大的输入阻抗和小的输出阻抗。
它由输入端、输出端和电源端组成。
1. 输入端：运算放大器的输入端通常有两个：非反馈输入端（非反）和反馈输入端（反馈）。
非反输入端为负号，反馈输入端为正号。
通过调整输入信号在这两个输入端的比例，可以实现信号放大和其他功能。
2. 输出端：运算放大器的输出端通常为单一的输出信号。
其输出信号的幅度和输入信号有一定的线性关系。
3. 电源端：运算放大器需要外部电源进行供电。
常见的供电电压为正负12V，也有其他型号和规格的运算放大器，供电电压和功耗需根据具体型号进行选择。
二、正确的运算放大器使用方法在实际应用中，为了正确使用运算放大器并获得期望的结果，我们需要注意以下几个方面。
1. 电源稳定性运算放大器对电源的稳定性要求较高。
因此，建议使用稳定的电源，可以采用电池、稳压电路或者稳定供电模块。
同时，供电电源的电压应在运算放大器的工作范围内，并保持供电电压的稳定性。
2. 输入端连接为保持运算放大器的正常工作，输入端需要合理连接。
一般情况下，将信号源通过电阻与非反馈输入端连接，而反馈输入端则可以通过电路中的元件，如电容或电阻进行连接。
3. 反馈电阻的选择反馈电阻的选择对于运算放大器的放大倍数和频率响应有着重要影响。
通过调整反馈电阻的大小可以改变运算放大器的放大倍数，同时也会影响运算放大器的频率响应。
因此，在选择反馈电阻时，需要综合考虑放大倍数和频率响应的需求。
4. 负载阻抗的合理匹配为了保证运算放大器的输出信号能够正常工作，负载阻抗的合理匹配非常重要。
运算放大器反相放大电路
运算放大器反相放大电路
运算放大器反相放大电路是一种基本的模拟电路，它使用运算放大器实现信号的反相放大。
以下是运算放大器反相放大电路的基本原理和特点：
1.反相放大器的基本原理：
反相放大器电路的输入信号和输出信号相位相反，也就是说，输出信号与输入信号是反相的。
这使得输出信号相对于输入信号而言是放大的。
运算放大器的虚短特性和虚断特性在反相放大器中得到了应用，即同相端和反相端的电压近似相等（虚短），且反相端的电流为零（虚断）。
2.反相放大器的特点：
运算放大器反相放大电路具有较高的放大倍数，可以轻松地实现信号的放大。
同时，由于其反相特性，可以在电路中实现信号的倒相或者移相。
此外，反相放大器电路还具有较低的输入阻抗和较高的输出阻抗，这使得它在许多模拟电路中得到了广泛应用。
3.反相放大器的应用：
运算放大器反相放大电路在许多领域都有应用，例如信号处理、测量、控制系统等。
它可以用于信号的放大、滤波、比较等功能。
此外，通过在反相放大器电路中引入反馈网络，还可以实现各种定制的功能，例如滤波器、振荡器、函数发生器等。
总之，运算放大器反相放大电路是一种基本的模拟电路，它利用运算放大器的特性实现信号的反相放大。
由于其高放大倍数、低输入
阻抗和高输出阻抗等特点，它在许多领域得到了广泛应用。
运算放大器
运算放大器（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。
通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈（positive feedback）组态，相反地，在很多需要产生震荡信号的系统中，正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
运算放大器有许多的规格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位边限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common mode range）、电压摆动率（slew rate）、输入偏移电压（input offset voltage，又译：失调电压）、还有噪声等。
目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。
一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常可靠，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于被短路电流（short-circuit current）破坏。
目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。
模拟电路应用实验—运算放大器应用综合实验
实验四 运算放大器应用综合实验一、实验目的1、 了解运算放大器的基本使用方法，学会使用通用型线性运放μA741。
2、 应用集成运放构成基本运算电路——比例运算电路，测定它们的运算关系。
3、 掌握加法、减法运算电路的构成、基本工作原理和测试方法。
二、预习要求1、 集成电路运算放大器的主要参数。
2、 同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。
3、 加法、减法电路的构成及运算关系。
三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。
四、实验内容及步骤运放的线性应用——比例及加减法电路实验 1、反相比例运算反相比例运算电路如图3.1所示，按图接线。
根据表3.1给定的u i 值，测量对应的u o 值并记入表3.1中。
并用示波器观察输入V i 和输出V o 波形及相位。
理论值： i ii f o u V u R R u 10101003-=-=-=注意：①当V i 为直流信号时，u i 直接从实验台上的-5～+5V 直流电源上获取，用数字直流电压表分别测量u i 、u o 。
②当u i 为交流信号时，u i 由函数信号发生器提供频率为1kHz 正弦波信号，用交流毫伏表分别测量u i 、u o 。
（下同）图3.1 反相比例运算电路表3.1测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
2、同相比例运算同相比例运算电路如图3.2所示，根据表3.2给定的u i值，测量对应的u o值并记入表3.2中。
并用示波器观察输入u i和输出u o波形及相位。
理论值： u O＝（1＋R f／R3）u i=11u i。
图3.2 同相比例运算电路表3.2测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
表3.2 同相比例参数测量3、加法运算加法运算原理电路如图3.3。
根据表3.3给定的u i1、u i2值，测量对应的u o值，并记入表3.3中。
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。
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。
模拟运算放大电路(二)
实验二 模拟运算放大电路（二）一、实验目的：1、 掌握运算放大器实现信号积分和电流电压转换功能电路的基本设计和调试方法；2、 掌握精密半波整流和精密全波整流电路的电路组成、电路原理、参数设计和调试方法；3、 了解运算放大器实际器件参数对积分电路、电流电压转化电路、精密整流电路性能的影响。
二、实验原理 （1）积分电路对于积分电路，根据“虚短”和“虚断”可以得到：i c v i i R ==和11o c i v i dt v dt C RC =-=-⎰⎰， 即输出信号o v 与输入信号i v 有积分的关系。
该关系成立的前提之一是12c f f f R Cπ>=，即容抗小于阻抗。
另外还必须满足max ||o oM v V ≤与L C oM i i I +≤。
（2）电压/电流转换电路利用运放的“虚地”和“虚断”可以得到：1iL iV I I R ==，这样可以将电压信号转换为电流信号。
同样需要满足： L oM I I ≤和max ||o oM v V ≤的前提。
（3）精密整流电路把二极管与运放结合起来，将二极管置于运放的负反馈回路中，可以减小二极管的非线性及其温漂的影响，实现对弱小信号的精密整流或是线性整流。
三、预习思考题1、 根据29页实验内容1的指标要求设计电路并确定元件参数。
答：a ） 设计原理图b ） 设计过程见实验内容的预习基础，取 R =10k, c=0.01uf, R f =100K, R p =R 1//R f =10//100=100/11≈9.09k2、 在积分器实验中，若信号源提供不出平均值为零的方波，能否通过耦合电容隔直流？若能的话，电容量怎样取？答：可以，但是电容应取的大一点,以减小对交流的影响。
3、 对于29页实验内容2试根据数据手册中的相关参数计算a) 当R1=1 kΩ，R L 分别为1kΩ和10kΩ时最大允许输出电流值为多少 b) 当R1=100Ω，R L 分别为100Ω和1kΩ时最大允许输出电流值为多少c) 当R1=1 kΩ、R L 为1 kΩ，输入电压Vi 为0.5V 、1V 和3V 时，计算负载电阻R L 的取值范围。
模电(实验 模拟运算电路)10-11(2)
实验 集成运算放大器的基本应用—模拟运算电路 集成运算放大器的基本应用 模拟运算电路
3、同相比例运算电路（图4） 、同相比例运算电路（ ） RF 100k R1 Ui 10k +12V Uo Ui -12V + R 10k RW 100k -12V RF 10k +12V Uo
+ R 9.1k RW 100k
实验 集成运算放大器的基本应用—模拟运算电路 集成运算放大器的基本应用 模拟运算电路
集成运算放大器的基本应用—模 实验 集成运算放大器的基本应用 模 拟运算电路
一、实验目的 1、掌握集成运放管脚的识别方法。 、掌握集成运放管脚的识别方法。 2、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、 、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、 减法等基本运算电路的功能。 减法等基本运算电路的功能。 二、实验原理 本实验采用的集成运算放大器型号为µA741（或 本实验采用的集成运算放大器型号为 （ F007），引脚排列如图 所示。 ），引脚排列如图 所示。 ），引脚排列如图1所示 它是八脚双列直插式组件。 它是八脚双列直插式组件。
Байду номын сангаас 实验 集成运算放大器的基本应用—模拟运算电路 集成运算放大器的基本应用 模拟运算电路
8
7
6
5
µA741 + 1 2 3
图1 7脚为正电源端； 脚为正电源端； 脚为正电源端 4脚为负电源端； 脚为负电源端； 脚为负电源端 1脚和 脚为失调调零端，1脚和 脚之间可接入一 脚和5脚为失调调零端 脚和5脚之间可接入一 脚和 脚为失调调零端， 脚和 只几十k 的电位器并将滑动触头接到负电源端； 只几十 的电位器并将滑动触头接到负电源端； 8脚为空脚。 脚为空脚。 脚为空脚
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。
模拟电路之运算放大器
模拟电路之运算放大器模拟电路之负反馈运放电路基本概念就不赘述了，可以看书了解。
分析运放电路的要点是理解和分析负反馈。
负反馈Auf = M * Auo/(1+ F * Auo)Auf：闭环增益。
Auo：开环增益。
F：反馈系数。
假设输入为0时，加在ui- 和 ui+ 上的差模信号。
F * Auo：环路增益。
M：衰减系数。
假设输出为0时，加在ui+ 和 ui- 上的差模信号。
当环路增益远大于1时，此时为深度负反馈状态。
Auf = M/F。
负反馈对放大电路的影响：1.提高增益的稳定性。
2.大幅提高上限截止频率。
3.大幅降低下限截止频率。
4.对输入电阻的影响。
对于两输入一输出的运放电路，输入信号和反馈信号加载到同一个输入端，此为并联负反馈，否则为串联负反馈。
串联负反馈增大输入阻抗，并联负反馈则减小输入阻抗。
5.输出电阻的计算。
6.降低失真度。
自激产生的条件1.开环相位角 + 反馈相位角 = -180度。
2.Auo * F > 1。
避免自激的方法1.选择合适的增益。
2.尽量选择小的增益电阻。
3.减少杂散电容。
比如避免敷铜，环路中不要使用电位器，尽量不要驱动大电容负载。
分析方法1.方框图法。
2.虚短虚断法。
3.大运放法。
4.环路方程法。
虚短虚断法是在确保电路处于深度负反馈的基础上，利用运放两个输入端存在虚短虚断特点，快速分析负反馈放大电路的方法。
用法简单，但是没有考虑运放的非理想特性，使用时要注意前提。
常用的电路1.T型反馈比例器。
2.差动放大器的使用。
精密增益电路、电平移位电路、电流检测和压流转换等。
常用的型号如AD8275、AD8276等。
3.仪表放大器的使用。
4.压流变换器。
小电流场合可以用howland压流变换器，大电流场合用三极管扩流。
5.电流检测电路。
运放的关键参数1.输入失调电压。
直流放大电路对这个指标要特别注意。
2.输入偏置电流。
3.输入失调电流。
4.等效输入失调电压。
Uos_out = (Rg+Rf) * (Vos_max+2 * Ios_max *Rmatch) /Rg 。
运算放大器
科技名词定义中文名称：运算放大器英文名称：operational amplifier定义：可以对电信号进行运算，一般具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。
应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片运算放大器运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。
运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。
目录运算放大器的发展历史运算放大器的工作原理运算放大器的类型通用型运算放大器高阻型运算放大器低温漂型运算放大器高速型运算放大器低功耗型运算放大器高压大功率型运算放大器可编程控制运算放大器运算放大器的主要参数共模输入电阻(RINCM)直流共模抑制(CMRDC)交流共模抑制(CMRAC)增益带宽积(GBW)输入偏置电流(IB)输入偏置电流温漂(TCIB)输入失调电流(IOS)输入失调电流温漂(TCIOS)差模输入电阻(RIN)输出电压摆幅(VO)功耗(Pd)电源抑制比(PSRR)转换速率/压摆率(SR)电源电流(ICC、IDD)单位增益带宽(BW)输入失调电压(VOS)输入失调电压温漂(TCVOS) 输入电容(CIN)输入电压范围(VIN)输入电压噪声密度(eN)输入电流噪声密度(iN)运算放大器的应用运算放大器的简易测量运算放大器的发展历史运算放大器的工作原理运算放大器的类型通用型运算放大器高阻型运算放大器低温漂型运算放大器高速型运算放大器低功耗型运算放大器高压大功率型运算放大器可编程控制运算放大器运算放大器的主要参数共模输入电阻(RINCM)直流共模抑制(CMRDC)交流共模抑制(CMRAC)增益带宽积(GBW)输入偏置电流(IB)输入偏置电流温漂(TCIB) 输入失调电流(IOS)输入失调电流温漂(TCIOS) 差模输入电阻(RIN)输出阻抗(ZO)输出电压摆幅(VO)功耗(Pd)电源抑制比(PSRR)转换速率/压摆率(SR)电源电流(ICC、IDD)单位增益带宽(BW)输入失调电压(VOS)输入失调电压温漂(TCVOS)输入电容(CIN)输入电压范围(VIN)输入电压噪声密度(eN)输入电流噪声密度(iN)运算放大器的应用运算放大器的简易测量展开编辑本段运算放大器的发展历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。
模拟CMOS集成电路设计(拉扎维)第九章运算放大器
合理安排元件的位置，使它们在版图上相对集中， 以减小连线误差和寄生效应。
方向匹配
确保同一类型的元件具有相同的旋转方向，以减 小失配误差。
防止噪声干扰
01
02
03
隔离噪声源
将噪声源与敏感电路隔离， 以减小噪声干扰。
滤波器设计
在版图中加入适当的滤波 器，以减小信号中的噪声 成分。
接地措施
合理接地，减小地线阻抗 和电位差，以减小噪声干 扰。
在数字电路中的应用
模拟数字转换器（ADC）
运算放大器在ADC中用于放大模拟信号并将其转换为数字信 号。
数字模拟转换器（DAC）
运算放大器在DAC中用于将数字信号转换为模拟信号，实现 数字控制和调节。
在信号处理中的应用
信号调理
运算放大器用于信号的放大、缩小、隔离和缓冲，以适应后续的 信号处理或测量设备。
模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第九章
运算放大器
$number {01}
目 录
• 运算放大器概述 • 运算放大器的基本结构和工作原
理 • 运算放大器的应用 • 运算放大器的设计流程 • 运算放大器的版图设计技巧 • 运算放大器的实际应用案例分析
01
运算放大器概述
定义与功能
定义
运算放大器是一种具有高放大倍数、 高输入电阻和低输出电阻的直接耦合 放大电路，通常由两个晶体管组成。
运算放大器的主要参数
增益
01 运算放大器的放大倍数，通常
用开环增益表示。
带宽
02 运算放大器能够处理的信号频
率范围，通常用单位Hz表示。
输入电阻
03 运算放大器的输入端电阻，通
常用MΩ表示。
输出电阻
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2、运算放大器的电路模型
例输（入21.）1电.1试阻：求电 ri当=路1v如o0=9图±Ω所，Vo示电m=，源±运电10放压V的时V解输+开输=入:+环(入11电)0电电当V压压，压vo最增的=V±小益最－V幅=A小o－vm值o幅=1时01值V，06。，
v=Pf-(vvNP-=v？N )输。入说电明流运i放i=的？两（个2区）域画vP。出- v传N ＝输v特o /性Av曲o 线 vo ＝±10V/ 106
负饱和
－ V om= V －
运算放大器电压传输特性
设vP > vN，若
V－< Avo(vP- vN) <V＋， 则vo =Avo (vP- vN) ;
若Avo(vP- vN) ≥V＋， 则vo =＋Vom=V＋ ;
若Avo(vP- vN) ≤V－， 则vo =－Vom=V－ 。
输出电压vo不可能超越 当 vo =±Vom时输入电压的 正负模拟电电路运源算放的大器 电压值。 最小幅值vP- vN ＝？
P
＋
V+ ＋10V
＋
v_P -－
－
109 Ω
ro
ri
＋
vN
106
Avo (vP vN )
－
＋
N
－
V－ －10V
模拟电路运算放运大算器放大器的电路模型
供电电源
V1
＋ vo －
V2
= ± 10μV 输入电流 i i= vP- vN / ri
＝ ±10μV / 109 Ω
＝ ±1×10－8 μA
2-10
第二章 运算放大器
本章导读
运算放大器是模拟集成电路中应用极为广泛的 一种器件。
本章先介绍集成运放内部的主要结构、理想运算 放大器和电路模型，然后用线性电路理论分析由理 想运放和电阻、电容等组成的简单应用电路。
较早学习这些应用电路，有利于启发同学们的 创模拟电新路运思算放维大器 ，打破对电子技术的神秘感。
1、集成电路运算放大器的内部组成单元
P
V+
＋
voA vo(vPvN)
v _P
-－
－
输入级
＋
差分放大 v o1
中间级
＋
电压放大
v
o2
O
输出级
＋
功率放大
vo
v
Aυ1
－
Aυ2
－
Aυ3=1
－
N
＋
N
vo1A v1(vPvN) vo2A v1A v2(vPvN )
V-
－ ＋
国标符号
－ ＋
常用符号
1、输入输出端口P、N、O。 2、各级的作用？
取a点(＋10μV , ＋10V)， b点(－10μV , －10V)，连接a， b两点得线段ab，其斜 率为Avo=106， |vPvN|<10μV ,电路工作在 线性区，否则工作在 非线性区。电压传输 特性曲线如左图所示。
2.2 理想运算放大器
近似理想运放模型
1、输出电压vo的饱和极限值等于运放的电源电压，即 +Vom=V+， -Vom=V-。
2-1
第二章 运算放大器
2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电路
的其他应用 2.5 模拟电路运算放大器 SPICE仿真例题
2-2
2.1 集成电路运算放大器
1、集成电路运算放大器的内部组成单元 2、运算放大器的电路模型
模拟电路运算放大器 2-3
2、运算放大器的电路模型
例2.1.1
o/V a (＋ 1 0 μ V , ＋ 1 0 V )
10
－ 30 － 10 0 10
P- N ) /μ V 30
b
－ 10
(-1 0 μ V , -1 0 V )
例 2 .1 .1 运 放 电 压 传 输 特 性
模拟电路运算放大器
2-11
解:(2)画传输特性曲线
2-12
2.2 理想运算放大器
理想运放模型
将近似理想运放的参数理想化（ +Vom=V+， -Vom=V- ， Avo---> ∞ ， iP＝0，iN＝0， ri＝∞ ， ro＝0），便可得到 理想运放的模型
V+
vP
＋
iP=0
ro
ri
＋
vo
iN=0
Avo (vP vN )
－
vN
－
V－
运理 运算想 放放运 电大放 路器 的电 模电路 型路模模型型
2.3.1 同相放大电路
2.3.2反相放大电路
模拟电路运算放大器
电压传输特性形状与Avo(vP-
vN) 密切相关，由于Avo很大， 导致性能不稳定，怎么办？
2-14
2.3.1 同相放大电路
1、基本电路
vp (+) +
+
_
vi_ vn (+) R2
R1
(+) vp
Avo(vp-vn)
2、开环电压增益很高，差分输入电压（vP- vN）的值很 小也可使运放进入饱和区。
3、若vo未达到饱和极限，则差分输入电压（vP- vN）必 趋近于0。当vo处于V+与V-之间，则运放必工作在线性 区。
4、内部的输入电阻ri的阻值很高，可近似地认为它为无 穷大；由此可假定iP＝0，iN＝0。
5、模拟内电路部运算放的大器输出电阻ro的阻值很低乃至可以认为它为0。
输入电阻ri较大，通常为106Ω或更大； 输出电阻ro较小，通常为100Ω或更小； 开环电压增益Avo的值较高，至少为104； 受控电压源： 模拟电路运算放大器 Avo(vP- vN)。
2-8
2、运算放大器的电路模型
2、电压传输特性
o/V + V om= V +
正饱和
vom /Avo
O
P-v N ) /m V
3、 v P 、 v N 、 v o 的 参 考 电 位 点 ？ 正负电源的中间接点
模拟电路运算放大器
4、运放的代表符号。 2-7
2、运算放大器的电路模型
P
＋
1、电路模
v_P -－
型及说明
－
vN
＋N＋来自V+ro
ri
＋
Avo (vP vN ) －
－
V－
运算放大器的电路模型
供电电源
V1
＋ vo －
V2
该输模图出拟电表电路运示压算放大输v器o 入＝端Avo是(v开P- 路vN)的，，其即中rAi≈v∞o--，->
输出端电阻ro≈0， ∞
2-13
2.3 基本线性运放电路
同相输入和反相输入是两种最基本的放大 电路，许多由运放组成的功能电路都以此 为基础。
在分析运放组成的各种应用电路时，其中 的运放视为理想运放。
集成运算放大器外形图1
模拟电路运算放大器 2-4
集成运算放大器外形图2
模拟电路运算放大器 2-5
四运放集成电路LM324
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封 装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的 运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
运算放大器符号
模拟电路运算放大器 2-6