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。
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。
模拟集成电路及运算放大器的应用
第五章模拟集成电路及运算放大器的应用教学内容：电流源工作原理；差分放大电路的分析和计算；集成运算放大器及主要技术指标，理想运算放大器及其组成的各种运算电路,实际运算放大器运算电路的误差分析。
教学要求：1、熟悉集成运放的组成及各部分作用，正确理解集成运放主要指标的物理意义；For personal use only in study and research; not for commercial use2、了解电流源的工作原理；3、了解LM324的工作原理及应用重点、难点：For personal use only in study and research; not for commercial use集成运放的电路组成及各部分作用，集成运放主要性能指标的物理意义及选用。
教学方法：讲授法、讨论法教学时数：12学时教学过程：5.1 模拟集成电路中的直流偏置技术5.1.1 BJT电流源电路1. 镜像电流源T1、T2的参数全同即β1＝β2，I CEO1＝I CEO2BE1BE2=V V ，E1E2=I I ，C1C2=I I当BJT 的β较大时，基极电流I B 可以忽略R V V R V V V I I I REF C O EE CC EE BE CC 2)(+≈---=≈=动态电阻 ce12CE 2C o 2B )(r v i r I =∂∂=-一般r o 在几百千欧以上⎪⎩⎪⎨⎧↓↓⇒↑⇒↑⇒↑⇒↓↑↑⇒B B R R R C0C1C1)(I V R I V I I I I T1. 电路简单，应用广泛；2. 要求I C1电流较大情况下，R 的功耗较大，集成电路应避免；3. 要求I C1电流较小时，要求R 数值较大，集成电路难以实现。
2. 微电流源e2BE e2BE2BE1E2C2O R V R V V I I I ∆=-=≈=由于BE V ∆很小，所以I C2也很小e2be2e221(R r R r r ce o ++≈β）3. 比例电流源e1E1BE1e0E0BE0R I V R I V +=+S ET BE ln I I V V ≈E1E0T BE1BE0ln I I V V V ≈-E1E0T e0E0e1E1lnI I V R I R I +≈ 1E C1R 0E C0 2I I I I I ≈≈≈>>，时，则若βR e1e0C1R e1T R e1e0C1ln I R R I I R V I R R I ≈+≈e0BE0CC R R R V V I +-≈4. 组合电流源T1、R 1 和T4支路产生基准电流I REFT1和T2、T4和T5构成镜像电流源T1和T3，T4和T6构成了微电流源1EB4BE1EE CC REF R V V V V I --+=5.1.2 FET 电流源1. MOSFET 镜像电流源R V V V I I I GSSS DD REF D2O -+===当器件具有不同的宽长比时REF 1122O //I L W L W I ⋅=（λ=0）r o = r ds2用T3代替R ，T1~T3特性相同，且工作在放大区，当λ=0时，输出电流为2T2GS22n 2T2GS22n2D2)( )()/(V V K V V K L W I -=-'= 2. MOSFET 多路电流源2T0GS0n0D0REF )( V V K I I -==REF 1122D2//I L W L W I =REF 1133D3//I L W L W I =REF 1144D4//I L W L W I =3. JFET 电流源5.2 差分式放大电路一. 直接耦合放大电路的零点漂移现象1. 零点漂移现象：在直接耦合放大电路中，输入电压v I＝0，输出电压v O≠0的现象。
模拟电子技术集成运算放大器的应用
模拟电子技术集成运算放大器的应用xx年xx月xx日CATALOGUE目录•集成运算放大器的基本知识•集成运算放大器的应用•集成运算放大器的使用注意事项•集成运算放大器的设计与优化•集成运算放大器的发展趋势与展望01集成运算放大器的基本知识集成运算放大器（简称运放）是一种高增益、高精度、高稳定性的放大电路，具有通用性强、使用方便、体积小、功耗低等特点。
定义运放具有开环增益高、精度高、线性度好、响应时间快、稳定性高等优点，可用于信号放大、滤波、解调、平衡等应用。
特点定义与特点类型根据不同的标准，运放可分为多种类型，如通用型、低噪声型、高速型、高精度型等。
结构运放一般由输入级、中间级和输出级三个基本部分组成，其中输入级通常采用差分放大电路实现高共模抑制比和低噪声；中间级主要对信号进行放大；输出级则实现电路的输出。
类型与结构功能运放作为模拟信号处理的常用器件，可实现信号的放大、减法运算、加法运算、积分运算等多种功能。
作用运放在电路中作为关键元件，对信号进行处理和转换，广泛应用于模拟电路中。
功能与作用运放的性能指标包括开环增益、闭环增益、精度、带宽、响应时间等。
性能指标运放的主要参数包括输入电阻、输出电阻、通频带、增益带宽积、最大输出电压等。
在选择使用运放时，需要根据实际应用场景考虑其性能指标和参数。
参数性能指标与参数02集成运算放大器的应用1模拟运算放大器的基本应用23将两个或多个输入信号相加，并输出一个相应的和信号。
加法器将两个输入信号相减，并输出一个相应的差信号。
减法器将输入信号进行积分运算，并输出一个相应的积分信号。
积分器对输入信号进行放大，输出更大幅度的信号。
模拟运算放大器的信号运算应用放大器对输入信号进行滤波处理，提取有用的信号，抑制干扰信号。
滤波器将输入信号进行相位移动，输出相应的移相信号。
相移器对输入信号进行采样和保持，输出与输入信号保持一致的采样信号。
采样保持电路将输入信号进行对数放大，输出相应大小的信号。
模拟电子技术实验-集成运算放大器的基本应用电路
模拟电⼦技术实验-集成运算放⼤器的基本应⽤电路实验：集成运算放⼤器的基本应⽤电路⼀、实验⽬的1、掌握集成运算放⼤器的基本使⽤⽅法；2、掌握集成运算放⼤器的⼯作原理和基本特性；3、掌握集成运算放⼤器的常⽤单元电路的设计和调试的基本⽅法。
⼆、实验仪器名称及型号KeySight E36313A型直流稳压电源，KeySight DSOX3014T型⽰波器/信号源⼀体机。
模块化实验装置。
本实验所选⽤的运算放⼤器为通⽤集成运放µA741，其引脚排列及引脚功能如图1所⽰。
引脚2为运放反相输⼊端，引脚3为同相输⼊端，引脚6为输出端，引脚7为正电源端，引脚4为负电源端。
1脚和5脚为输出调零端，8为空脚。
图1 µA741的引脚图三、实验内容1. 反相⽐例运算电路（远程在线实验）在反向⽐例运算电路中，信号由反向端输⼊，其运算电路如图2所⽰。
o图2 反相⽐例运算电路设计反相⽐例运算电路，要求输出电压与输⼊电压满⾜解析式u o=-0.5u i；写出设计过程，在远程实验平台进⾏实验验证。
实验验证时，信号发⽣器输出正弦波，频率为1kHz，峰峰值为4V，连接到输⼊端u i，利⽤⽰波器观察输⼊端u i和输出端u o的电压波形并截图。
注意：要根据远程实验提供的阻值进⾏设计，其中R1可选择20k或10k，R2可选择10k、20k或100k，其中且不可打乱图中R1、R2和R3的位置。
进⼊远程实验操作界⾯：打开远程实验操作界⾯，主界⾯左上⽅为KeySight E36313A型直流稳压电源，右上⽅为KeySight DSOX3014T⽰波器/信号源⼀体机。
两个仪器中间为指导说明区，实验前应从头⾄尾阅读⼀遍指导说明。
主界⾯中下区域为实验操作区。
直流稳压电源的调节：主界⾯左上⽅为直流稳压电源，要求其输出±12V电压。
点击直流稳压电源进⼊调节界⾯。
点击电源开关打开电源，观察屏幕显⽰。
分别点击电源右上⾓的2或3通道选择按钮，在数字区输出12后再按Enter按键，分别设置2和3两个通道的电压为12V。
集成运算放大器的应用模拟运算电路
第七章集成运算放大器的应用—模拟运算电路本章是本课程的重点章节之一，应着重掌握以下内容：（1）集成运放工作在线性区和非线性区的条件和特点（2）比例运算电路的结构、特点，Uo 与Ui的特点（3）求和运算电路的结构特点，分析方法（4）积分运算电路的结构，输出输入关系（5）简单电压比较强的分析方法，会计算UT，花电压传输特性，画UO波形本章内容（1）集成运放应用基础（2）运算电路电子课件七. 集成运算放大器的应用—模拟运算电路课时授课教案一授课计划批准人：批准日期：课序19 授课日期授课班次课题：第7章第7.1节集成运放的应用基础第7.2节运算电路目的要求：1.深刻理解集成运放工作在线性区的条件和特点2. 掌握反相比例运算电路的结构、工作原理及特点3.掌握同相比例运算电路的结构、工作原理及特点4.掌握电压跟随器的电路结构、工作原理重点难点：重点反相和同相比例运算电路的结构特点及Ｕo与Ｕi的关系难点理解集成运算工作在线性区的条件和特点教学方法手段: 电子课件、课堂提问、课堂讨论、启发式教具：电子课件复习提问 1.知集成运放的Ａo，据电压传输特性估算出集成运放的线性输入范围2.集成运放开环应用能否使运放工作在线性区？课堂讨论同相比例和反相比例电路分别作为一、二级组成两级放大电路讨论其输出电压与输入电压之间的关系布置作业本章思考题与习题３、４、７、８课时分配二授课内容7.1集成运放的应用基础复习：上一章介绍了集成运放的符号及集成运放的电压传输特性如图示由电压传输特性曲线知，集成运放有线性工作区和非线性工作区集成运放的最大输出电压610,12=±=±od O M A V U 则最大线性输入电压为v Ui μ1210126max ==，即只有v U i μ12≤时运放才工作在线性区。
可见集成运放开环应用不能工作在线性区，要使集成运放工作在线性区，必需在集成运放外部电路引入负反馈。
7.1.1 理想运放的条件理想条件：0,0,,0,,,0==∞==∞=∞=∞=io IO ic id od I U CMMR r r r A 等 用理想运放代替实际运放所产生的误差工程上是允许的7.1.2 理想运放工作在线性区的特点在线性区)(0-+-=U U A U od 00==--+odA U U U -+=U U 虚短路 0=-=-+idi r U U I 虚开路 虚短路、虚开路是分析集成运放线性应用电路的出发点。
集成运算放大器及其应用【精选文档】
第5章集成运算放大器及其应用在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上,构成具有特定功能的电子电路,称为集成电路。
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点,同时成本低，便于大规模生产,因此其发展速度极为惊人。
目前集成电路的应用几乎遍及所有产业的各种产品中.在军事设备、工业设备、通信设备、计算机和家用电器等中都采用了集成电路.集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。
模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模/数和数/模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。
在模拟集成电路中，集成运算放大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种，也是其他各类模拟集成电路应用的基础，因此这里首先给予介绍。
5。
1 集成电路与运算放大器简介5.1.1 集成运算放大器概述集成运放是模拟集成电路中应用最为广泛的一种，它实际上是一种高增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大器。
之所以被称为运算放大器，是因为该器件最初主要用于模拟计算机中实现数值运算的缘故。
实际上，目前集成运放的应用早已远远超出了模拟运算的范围，但仍沿用了运算放大器（简称运放）的名称。
集成运放的发展十分迅速。
通用型产品经历了四代更替，各项技术指标不断改进.同时，发展了适应特殊需要的各种专用型集成运放.第一代集成运放以μA709(我国的FC3）为代表，特点是采用了微电流的恒流源、共模负反馈等电路，它的性能指标比一般的分立元件要提高。
主要缺点是内部缺乏过电流保护，输出短路容易损坏。
第二代集成运放以二十世纪六十年代的μA741型高增益运放为代表,它的特点是普遍采用了有源负载,因而在不增加放大级的情况下可获得很高的开环增益。
电路中还有过流保护措施。
但是输入失调参数和共模抑制比指标不理想。
第三代集成运放代以二十世纪七十年代的AD508为代表，其特点使输入级采用了“超β管”，且工作电流很低.从而使输入失调电流和温漂等项参数值大大下降。
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(ⅰ) 模拟运算电路【PPT课件】
测Ui2
测Uo
用积分电路将方波转换为三角波
积分波形
四、预习要求
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.设计记录实验数据所需的表格。
2. 在积分电路中,如R1＝100KΩ, C＝4.7μF,求 时间常数。
假设Ui＝0.5V,问要使输出电压UO达到5V,需多长时间 (设uC(o)＝0)？
3. 为了不损坏集成块,实验中应注意什么问题？
七、实验报告要求
1.整理实验数据,画出波形图(注意波形间的相 位关系)。
2.将理论计算结果和实测数据相比较,分析产生 误差的原因。
集成运算放大器的基本应用集成运算放大器的基本应用模拟运算电路模拟运算电路11研究由集成运算放大器组成的比研究由集成运算放大器组成的比例例加法加法减法和积分等基本运算电路减法和积分等基本运算电路的功能的功能
集成运算放大器的基本应用(Ⅰ)
─ 模拟运算电路 ─
刘永刚
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。
五、注意事项
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。
3.为防止出现自激振荡,应用示波器监视输出电压波 形。
六、思考题
1. 若输入信号与集成运放的同相端相连,当信 号正向增大时,运放的输出是正还是负？若输入信号 与运放的反相端相连,当信号负向增大时,运放的输 出是正还是负？
集成运放的基本应用
?
Rf R2
u I2
?
Rf R3
uI3 )
1. 反相求和
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。
同理可得
uO2
?
?
Rf R2
?uI2
uO1 ?
?
Rf R1
?uI1
uO3
?
?
Rf R3
?uI3
uO
?
uO1
?
uO2
?
uO3
则uO ? 2kUi2 sin2 ? t ? 2kUi2 (1? cos2? t)
k
k
立方运算 uo=k2(ui)3
3. 开方运算
k
uO'
?
?
R2 R1
?uI
?
kuO2
uO ?
?
R2 kR1
?uI
为实现上式，电路中uI、 uO的极性是什么？为什么？ 若要求uI、 uO均大于0，则有何变化？
若集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电 路实现其逆运算！
ln
IR IS
uN2
?
uP2
?
uBE2
?
uBE1
?
?UT
ln
uI I R R3
uO
?
(1 ?
R2 R5
)u N2
?
? (1 ?
R2 R5
)U
T
ln
uI I R R3
UT ? kT q
2. 指数运算电路
uI ? uBE
uI
iR ? iE ? ISeUT
uI
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。
模拟电子技术系列经典之集成运算放大器的应用
第4章 集成运算放大器的应用一、 教学内容⏹ 4.1模拟运算电路 ⏹ 4.2信号处理电路 ⏹ 4.3正弦波振荡器⏹4.4使用运算放大器应注意的几个问题二、教学方法本章主要通过课堂讲述、多媒体课件演示和电路仿真实验等方式进行理论教学。
本章介绍模拟运算电路、信号处理电路、正弦波振荡器电路的组成、工作原理和电路功能，掌握运算放大器的应用以及运用中的实际问题。
通过课后习题掌握。
三、教学过程第4章 集成运算放大器的应用4.1 模拟运算电路 4.1.1 比例运算电路1、 反相输入比例运算电路根据运放工作在线性区的两条分析依据可知： f 1i i =，0==+-u u而FoF o f 111R uR u u i R uR u u i ii -=-==-=--由此可得：i u R R u 1Fo -= 式中的负号表示输出电压与输入电压的相位相反。
闭环电压放大倍数为：1F o R R u u A i uf -==当1F R R =时，i u u -=o ，即1-=uf A ，该电路就成了反相器。
3、 同相输入比例运算电路同反相输入比例运算电路一样根据运放工作在线性区的虚短和虚断两条分析依据，闭环电压放大倍数为：1F o 1R R u u A i uf +==可见同相比例运算电路的闭环电压放大倍数必定大于或等于1。
电压跟随器：当0f =R 或∞=1R 时，i u u =o ，即1=uf A同相输入比例运算电路 电压跟随器【例 1】 在图示电路中，已知R 1=100k Ω， R f =200k Ω ，u i =1V ，求输出电压u o ，并说明输入级的作用。
解 输入级为电压跟随器，由于是电压串联负反馈，因而具有极高的输入电阻，起到减轻信号源负担的作用。
且V 1o1==i u u ，作为第二级的输入。
第二级为反相输入比例运算电路，因而其输出电压为：(V) 21100200o11o -=⨯-=-=u R R u f4.1.2 加法和减法运算电路1、加法运算电路在 反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了反相输入求和电路，此时两个输入信号电压产生的电流都流向R f 。
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
模拟电子技术_集成运算放大器的基本应用
uo
Rf
R1
ui1
Rf
R2
ui 2
Rf
R3
ui 3
3. 加减运算电路
ui 2来说， R f 引入的是电压并联负反馈 对ui1、 ui 4 来说，R f 引入的是电压串联 ，而对ui 3 、 负反馈。 根据“虚短”和“虚断”的概念可得： ui1 u ui 2 u u uo R1 R2 Rf ui 3 u ui 4 u u R3 R4 R5
6.1.5 有源滤波器
1. 概念 滤波器——是一种具有频率选择功能的电子电路。 它允许一定频率范围内的信号通过，而对不需要传送的频率范围 进行有效的阻止。滤波器在通信、电子工程、仪器仪表等领域有着广 泛的应用。 2. 分类 滤波器按性能的不同，分为有源滤波器和无源滤波器。 无源滤波器——由 R 、 C 、 L 的串联或并联组成。 有源滤波器——由集成运放和 RC 网络组成。 有源滤波器与无源滤波器相比，其优点主要表现在两个方面： 它不用电感元件，体积小，重量轻。 由于集成运放的开环增益和输入电阻很高，输出电阻很低，所以有源 滤波器还具有一定的电压放大和缓冲作用，无须考虑级联时的匹配问 题。 不过，集成运放的带宽有限，使它的应用范围受到了一定限制。 由集成运放组成的有源滤波器，多用于几十千赫兹以下的频率范围； 在此以上的频率范围，可选用无源滤波器。
由图可得： U o ( s) (1
Rf R1
)U ( s)
U (s)
1/ sC 1 U i (s) U i (s) R 1/ sC 1 sRC
由以上二式可得传递函数
Rf U o ( s) 1 Au (s) (1 ) U i ( s) R1 1 sRC
模拟电子技术集成运算放大器的应用
反馈电路
主要作用是稳定放大器的输出电压 ，改变输入电压与输出电压之间的 关系。
集成运算放大器的主要参数
开环增益
表示放大器没有反馈时的电压放大倍数。
输入电阻和输出电阻
表示放大器对信号的输入和输出的阻碍作 用。
闭环增益
表示放大器接上反馈电路后的电压放大倍 数。
最大不失真输出电压
表示放大器在正常工作条件下能够输出的 最大不失真电压。
模拟运算放大器在信号处理中的应用
滤波器
运算放大器可以用于实现各种滤波器，例如有源低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。通过设置适当的反 馈电阻和电容，可以将输入信号中的特定频率成分进行滤除或提取。
电压跟随器
电压跟随器是另一种常见的信号处理应用。通过将运算放大器的正输入端接地，负输入端接输入信号，输出端 接负载电阻，即可实现电压跟随器的功能，使得输出电压与输入电压保持一致。
06
总结与展望
集成运算放大器的优势及应用局限性
集成运算放大器具有高放 大倍数、低失调电压、低 噪声、高共模抑制比等优 点，使其在模拟信号放大 、滤波、采样等方面得到 广泛应用。
优势
应用局限性
集成运算放大器的频率响 应有限，对高频信号的放 大效果较差；同时，其内 部电路的参数可能随温度 、湿度等环境条件变化， 影响其性能和稳定性。
仪器仪表放 大器
传感器放大 器
将传感器输出的微弱信号 放大到便于测量的程度， 同时能够抑制噪声和干扰 。
集成运算放大器在通讯信号处理中的应用实例
调制解调器
在通讯系统中，利用集成运算放大器构成的调制解调 器可以将信号从高频信道中解调出来，实现信号在不 同频段之间的传输。
信号滤波器
集成运算放大器可以与电阻、电容等元件一起构成信 号滤波器，实现对通讯信号的滤波处理，达到一定的 频率响应和噪声抑制效果。同时能够将信号进行必要 的整形或放大，以适应后续电路的需要。
实验三集成运算放大器的基本应用
实验三 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）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⎰+-=tCiUdt U RCt U 00)0(1)( （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。
图11-5 积分运算电路如果Ui(t)是幅值为E 的阶跃电压，并设UC(0)=0，则⎰-=-=tt RCEEdt RCt U 001)( （11-6） 此时显然RC 的数值越大，达到给定的U0值所需的时间就越长，改变R 或C 的值积分波形也不同。
模拟电子技术——集成运算放大器的基本应用
（７-11）
ii -ii ++
_
+
uu oo
RR LL ii LL RR 11
+
7.1.7
电流—电压转换电路
if Rf i1 i-=0 _ A + i+ + iL R uo
在光电检测装置中， 需要把光电池输出的微 弱电流转换成与之成正 ui 比的电压，这时就需要 用到电流—电压转换电 路。
i1
反馈方式：
电压串联负反馈
因为有负反馈， 利用虚短和虚断
if
R1
u－ ui
R
u+
特点： 输入电阻高 缺点：
共模输入电压≠0
（ u － = u + =u i ）
i1=if （虚断） R u 1 o 设ui= 0时： Rf Rf R1 电压放大倍数: R1uo ui u - u uf uo Rf Rf R1 A 1 平衡电阻 ui R1 R=Rf//R1
Rf 20 Au 2 R1 10 uo Au ui (2)(1) 2V
Ri R1
采用T型反馈网络的反相比例电路
目的：在高比例系数时，避免R1阻 值太小，使输入电阻太小。
分析：u+=u-=0（虚短） i1=i2 （虚断）
ui R1 又 i2 R2 i3 R3 i2 i1
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 7.3.3 消振和调零 7.3.4 保护
第7章 集பைடு நூலகம்运算放大器的基本应用
集成运放的基本应用
集成运放的应用范围
信号放大
集成运放可以用于信号 的放大，实现信号的传
输和处理。
滤波器
集成运放可以用于构成 各种滤波器，如低通、 高通、带通、带阻滤波
器等。
电压比较器
模拟电路
集成运放可以用于构成 电压比较器，用于信号 的阈值检测和波形整形。
集成运放还可以用于模 拟电路中，如模拟运算 放大器、模拟乘法器等。
在模拟运算电路中的应用
01
02
03
加法器
集成运放可以构成加法器 电路，将多个输入信号按 比例相加，输出结果。
减法器
集成运放也可以构成减法 器电路，将两个输入信号 按比例相减，输出结果。
积分器
集成运放还可以构成积分 器电路，用于对输入信号 进行积分运算，输出结果。
在有源滤波器中的应用
低通滤波器
集成运放可以用于低通滤 波器，用于滤除高频噪声 或干扰，保留低频信号。
集成运放的功耗问题
总结词
集成运放的功耗问题主要表现在静态功耗和动态功耗上。
详细描述
静态功耗是指集成运放处于静止状态时的功耗，动态功耗则是指在工作状态下，随着输入 信号的变化而产生的功耗。
解决方案
可以采用低功耗的器件和电路设计，同时优化电源电压和时钟频率来降低功耗。此外，还 可以采用动态功耗管理技术，根据实际需求动态调整功耗。
05
集成运放的常见问题与解决 方案
集成运放的噪声问题
01
总结词
集成运放的噪声问题主要来源于内部元件的不完美性和外部环境的干扰。
02 03
详细描述
集成运放的制造过程中，由于工艺限制，内部元件难免存在不完美性， 这导致了噪声的产生。此外，外部环境的电磁干扰也可能对集成运放造 成噪声干扰。
集成运算放大器的应用- 模拟运算电路 实验报告 -
山西师范大学实验报告2020 年 7月 4日学院__物信学院__专业_电子信息工程_学号_1952030213__姓名_王豫琦_____ 课程名称模拟电子技术基础实验名称集成运算放大器的应用- 模拟运算电路指导教师郭爱心同组者室温气压 _______一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的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。
二、实验原理1、反相比例运算电路图 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。
2、反相加法运算电路电路如图2 所示，输出电压与输入电压之间的关系为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R3=R1∥R2∥R F。
3、减法运算电路对于图3 所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF 时，有如下关系式：三、实验设备与材料安装有multisim14.0的电脑三、实验步骤1、反相比例运算电路分析1）根据实验电路图，画出仿真电路图，如图2）输入幅值为1V 频率为1kHz 的正弦波信号，测量输入信号的有效值U i和输出信号的有效值U O，并用示波器观察输出信号和输入信号的相位关系。
将数据记入表1，画出或截图显示输入输出的相位关系。
表1U i/mV U O/V A V（实测值）A V1（理论值）反相比例运算电路注意：电压值都取有效值2）实验数据保留小数点后两位有效数字。
2、反相加法运算电路分析2、反相加法运算电路分析1）根据实验电路图，画出仿真电路图；2） 输入信号分别选 0~0.5V 之间的三组直流电压，测量输出电压信号并记入表 2。
表 23、（选做）减法运算电路分析1） 根据实验电路图，画出仿真电路图；2） 输入信号分别选 0~0.5V 之间的三组直流电压，测量输出电压信号并记入表 3。
表 3减法运算电路U i1/VU i2/VU 0/V （实测值） U 01/V （理论值）四、结果1、反相比例运算电路分析1）根据实验电路图，画出仿真电路图，如图3） 输入幅值为 1V 频率为 1kHz 的正弦波信号，测量输入信号的有效值 U i 和输出信号的有效值 U O ，并用示波器观察输出信号和输入信号的相位关系。
- 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)。
模拟电子技术仿真实
验报告
实验名称：集成运算放大器的应用（模拟运算电路）
姓名：龚俊财
班级：12级光信息7班
学号：1210407033
时间：2013.11.30
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方法。
2. 掌握运算放大器的使用方法，了解其在实际应用时应考虑的问题。
二、实验内容
1、反相比例运算电路
（1）调零，按图3-1连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短接，调节R p，使U0=0。
（2）输入f =100Hz，U i=0.5V的正弦交流信号，用交流毫伏表测量相应的U0，并用示波器观察u i和u0的波形，填入表3-1中。
注意u i和u0的相位关系。
数据： Ui=0.49V，Uo=4.95V
表1 Ui＝0.5V f＝100Hz
U i（V）U0（V）u i波形u O波形A V
实测计算值理论计算值
0.492 4.66见图见图
9.4110
2、同相比例运算电路
（1）按图连接实验电路。
实验步骤同上，将结果填入表3－1中。
（2）电压跟随器实验，将图中的R1断开，得）电路，重复（1）的内容
图2（a）图2（b）
数据（图2（a））：Ui=0.494V，Uo=0.545V 数据（图2（b））：Ui=0.495V，Uo=0.495V 表2（a）Ui＝0.5V f＝100Hz
U i（V）U O(V)u i波形u O波形A V
实测计算值理论计算值
0.496 5.21见图见图
10.511
表2（b） Ui＝0.5V f＝100Hz
U
i（V）U O(V)u i波形u O波形A V
0.4910.490见图见图
实测计算值理论计算值
0.991
3反相加法运算电路
1）按图连接实验电路，调零和消振。
2）输入信号采用直流信号，用直流电压表测量输入电压U i1、U i2及输出电压U o，
Ui1（V）0.10.20.30.5 Ui2（V）0.10.20.30.5 Uo（V）-1.90-3.88-5.83-9.80
4、减法运算电路
（1）按图连接实验电路，调零和消振。
（2）采用直流输入信号，实验步骤同内容3
5、积分运算电路U i1(V)0.3050.30.402 U i2(V)0.20.10.202 U O(V)-1.25-2.25-2.204
数据：
t(s)00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 U0(V)-445μv-1.885V-3.113V-3.856V-4.307V-4.603V-4.750V-4.849V t(s) 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.57.0…Uo(V)-4.910V-4.947V-4.974V-4.986V-4.990V-4.997V-5.0V-5.0V
实验数据：
表5
t(s)00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0…U0(V)0-1.8-2.8-3.5-3.9-4.2-4.3-4.4-4.5…
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。