电子综合实训-同相运算放大电路设计(最终版)
验证实验--运算放大电路同相、反相与加减法电路实验
验证实验--运算放⼤电路同相、反相与加减法电路实验验证实验四运算放⼤电路同相、反相及加减法电路实验⼀、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、主要设备及器件函数信号发⽣器、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1、反相⽐例运算电路反相⽐例运算电路如图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：i 1foUR R U -=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 ′=R1||Rf 。
实验中采⽤10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。
图1 反相⽐例运算电路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i 1fo )1(UR R U +=当R1→∞时，Uo=Ui ，即为电压跟随器。
图2 同相⽐例运算电路3、反相加法电路反相加法电路电路如图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 - R ′ = R1 || R2 || Rf图3 反相加法电路4、同相加法电路同相加法电路电路如图4所⽰，输出电压与输⼊电压之间的关系为：)+++(+=B 211A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U图4 同相加法电路5、减法运算电路（差动放⼤器）减法运算电路如图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R1 = R2，R ′ = Rf 时，图5电路为差动放⼤器，输出电压为：)(=A B1fo U U R R U -图5 减法运算电路四、实验内容注意正、负电源的接法，并切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。
信号输⼊时先按实验所给的值调好信号源再加⼊运放输⼊端。
同相、反相放大电路multisim仿真实验
同相、反相放大电路仿真实验一．同向放大电路：1.搭建同向比例运算电路。
如下图1所示：图1：同向比例运算电路2.输入端接交流正弦信号源，输出端接示波器，示波器A 通道接放大器输出，B通道接输入。
对示波器进行时基、刻度等调整。
截图如下图2：图2：示波器显示同向比例电路3.改变R1，R2，R3的阻值，其中R2为反馈电阻。
观察放大倍数与电阻阻值间的关系。
输入恒定为60Hz，500mv交流电。
变化阻值示波器测得输出，列表如下：（电阻单位千欧）R1 R2 R3 放大倍数截图10 100 10 15.491/1.408=11 图3 10 200 10 29.687/1.414=20.995 图41 200 10 283.611/1.414=200.574 图510 200 1 29.687/1.414=20.995 图6综上，可以看出，R2的阻值与放大倍数成正比，R1的阻值与放大倍数成反比，R3的阻值对放大倍数的影响不大。
截图如下：图3：R1=10 K R2=100K R3=10K图4：R1=10 K R2=200K R3=10K图5：R1=1K R2=200K R3=10K图6：R1=10 K R2=200K R3=1K二．反向放大电路：1.搭建反向比例运算电路。
如下图7所示：图7：反向比例运算电路2.输入端接交流正弦信号源，输出端接示波器，示波器A 通道接放大器输出，B通道接输入。
对示波器进行时基、刻度等调整。
截图如下图8：图8：示波器显示反向比例电路3.改变R1，R2，R3的阻值，其中R2为反馈电阻。
观察放大倍数与电阻阻值间的关系。
输入恒定为60Hz，10mv交流电。
变化阻值示波器测得输出，列表如下：（电阻单位KΩ）R1 R2 R3 放大倍数截图10 100 10 -282.461 /28.249=10.015 图910 200 10 -564.865/28.249=19.996 图101 200 10 -5643/28.270=199.611 图1110 200 1 -564.417/28.227=19.996 图12图9：R1=10K R2=100K R3=10K图10：R1=10K R2=200K R3=10K图11：R1=1K R2=200K R3=10K图12：R1=10K R2=200K R3=1K综上，可以看出，R1变大，放大倍数变小；R2变大，放大倍数变大；R3变大，放大倍数变化不大。
同向运算放大电路的设计
经过计算仿真以及实际操作，直流电压输入时，根据表格可以看出理论值与实际值差别不大，基本可以得出 的关系。输入为正弦信号时，根据波形图也可以推断出设计基本正确。
5 心得体会
这一次的课程设计给我带来了很大的收获，从一开始的原理图设计到实际面包板的线路连接再到调试都给我很多的收获。
一开始知道课题后，虽然感觉比较简单，但是我还是找来相关书籍进行阅读，了解运算放大器的工作原理，开始构思设计的同向放大的电路。在资料的查阅当中也学到了其他的有关知识。我觉得课程设计给我们提供了一个很好的学习契机，让我们能够通过自己学习，自己查阅资料了解与课程相关的东西，最重要的是可以进行实践操作，让我们把书本上的东西运用到实际当中来。
2根据上述式子可选择r110kr227kr3895kr45kr53kr620kr72kr818k如图3为方案二的仿真图a方案二的仿真电路b方案二的波形图方案三可利用一个同向比例放大与一个减法器实现经过计算只利用一个减法器不能够使vi1数放大到5倍所以先经过一个同向比例放大器将vi1放大输入到第二级的同相放大端同时通向放大端再输入一个vi2实现vi1在运算放大器的反向输入端输入vi3最终输出信号为vi1如图4所示一个同向比例放大器与一个同向减法器实现其中根据虚短和虚断可以得出vpvn根据计算得出vo1r4r3r2r5r1r2r1r5r2r3vi11r4r3r1r5r1r2r1r5r2r3r4r3vi3
如图7所示为测试电路的布线图
图7 所示为测试电路的布线图
引脚 1 ,主要功能:运放A输出端;引脚2, 主要功能: 运放A负输入端;引脚 3 ,主要功能: 运放A正输入端;引脚4,主要功能: 负电源电压;引脚5 , 主要功能: 运放B正输入端;引脚6 ,运放B负输入端7;主要功能:运放B输出端；引脚8，主要功能:正电源电压。
实验九 集成运算放大电路(同相及0.7倍放大电路)
EDA（一）模拟部分电子线路仿真实验报告实验名称：实验九集成运算放大电路（同相及0.7倍放大电路）姓名：倪庆敏学号：140404239班级：通信2班实验时间：2016.12.3南京理工大学紫金学院电光系一、实验目的（四号+黑体）1、掌握比例运算电路运算关系的估算方法及仿真分析方法。
2、掌握加减运算电路运算关系的估算方法及仿真分析方法。
3、掌握比例运算电路，加减运算电路的设计方法及调试方法。
4、掌握积分电路的工作原理及其基本性能特点。
5、掌握积分电路的运算关系的分析方法。
6、掌握积分电路的仿真分析方法。
二、实验原理（格式同上）集成运算放大电路具有很多技术指标，在误差允许的范围内可以将其理想化处理，集成运放的理想参数为：（1）开环差模电压放大倍数Aud=无穷大。
（2）差模输入电阻Rid=无穷大。
（3）输出电阻R0=0.（4）共模抑制比很大。
（5）带宽足够宽。
（6）由以上特点可以得到理想集成运放的分析依据，利用分析依据可以很方便的得到集成运放的输入电压和输出电压之间的运算关系。
1）虚断理想集成运放的输入电阻无穷大，而输入电压为一个有限值，则电路的输入电流i+和i-近似为0，此时两个输入端之间没有电流流过，称为虚断。
注意：电流指的是净输入电流。
不论运放是开环还是构成负反馈，都可以使用虚断。
2）虚短虚短使用的条件是运放构成负反馈电路，由于理想集成运放差模电压放大倍数很大，而输出电压为有限值，故，U+=U-，即同相输入端的电位和反相输入端电位相等，称为虚短。
3）放大信号类型运放带宽足够大，所以运放构成的电路既可以放大直流信号也可以放大交流信号。
4）电源运放可由双电源供电，也可以由单电源供电。
若运放由双电源供电，可放大交流信号与直流信号，此时电路中参考点电位为正，负电源的中间值，即公共接地端，静态时U+=U-=U0。
若仅需放大交流信号，则运放可由单电源供电吃屎集成运放内部各点对地电位都将提高，将以VCC/2为参考点，因此即使输入信号为0，仍然有输出信号。
电子技术(实训篇 第二版)综合基础实训
2.在输入端接lkHZ信号，用示波器观察输出波形； 3.断开1、8之间的电路（即去掉10u电容和电位器的串联电路）， 重复上述实训。 4.1、8之间只接入C2，重复上述实训。 5.改变电源电压(选5V，9V两档)重复上述实训。
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电子技术
五
实训报告
1.根据实训测量值、计算各种情况下PoM、Pv及η 。 2.作出电源电压不输出电压、输出功率的关系曲线。
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实训2
直流恒流源设 计制作与调试
电子技术
一
实训目的
1.制作直流恒流源电路板，了解直流恒流源原理。 2.通过认识相应的元器件更多的了解相关知识。
二
实训要求
设计普通直流恒流电源，输入AC220V，输出电流稳定，在20mA至 100mA范围可调，输出电流误差范围。
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电子技术
六
实训报告要求
1.绘出详绅的实训线路图，定量绘出观测到的波形。 2.分析、总结实训结果。 3.绘出每个谐振电路充放电时的等效电路图。 4.按实训要求选定各电路参数，并计算输出脉冲的宽度和频率。
预习要求
1. 2. 3. 4. 复习集成功率放大器工作原理。 图3-16电路中，若VCC=l2V，RL=8Ω估算该电路的POm、PV值。 阅读实训内容，准备记录表格。 用multisim仿真电路，测量电路的POm、PV值。
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电子技术
四
实训内容
1. 按图3-17电路在实验板上插装电路。丌加信号时测静态工作电 流。
3
综合基础实训
电子技术
3
综合基础实训
1.电源电路模块
运算放大电路试验报告
运算放大电路试验报告.docx实验报告课程名称:电子电路设计与仿真实验名称：集成运算放大器的运用班级：计算机18亨VrR输入电阻：Ri00输出电阻：Ro0同相比例放大电路仿真电路图电压输入输出波形图差动放大电路电路图差动放大电路仿真电路图五：实验步骤：1.反相比例运算电路(1)设计一个反相放大器，Au12V。
(2)输入f1kHz、ui100mV的正弦交流信号，测量相应的uo,并用示波器观察uo和ui的波形和相位关系，记录输入输出波形。
测量放大器实际放大倍数。
(3)保持ui30mV不变，测量放大的上截止频率，并在上截止频率，并在上截止频率点时在同一坐标系中记录输入输出信号的波形。
七：实验数据分析：1.在反相比例运算电路中当输入f1kHz、ui100mV的正弦交流信号时测得输入与输出反相，且放大倍数Au5,产生了误差应该主要是因为电路板上的电阻的标称值并不准确。
2.当ui等于30mV时测出上截止频率为219kHz,然而此时输入和输出的相位差已经不是180,原因应该是芯片中的电容元件在高频的情况下使得输出电压的相位产生了异于原来的改变。
3.在反相加法器电路的实验中，产生的输出波形基本上符合理论的预测，但是uo的直流分量稍小于ui1的两倍，这应该也是因为电阻的标称值不准，而且主要还是因为分压电路分出的电压并没有1V因为在分压电路上与1kQ并联的实验电路实际上让ui1小于1V4.在积分电路试验中，一开始输出波形有着很大的直流分量,到后来将Rf改为由1M改到20kQ解决了这个问题。
分析后发现应该是由于Rf 的支路上存在一个很小的电压，但是一旦Rf很大其两端就会产生一个很大的电位差，这就是uc（0）,也就是波形中的直流分量，因此减/J、Rf即可解决问题心得体会在做实验的时候发现一个小现象，就是发现直流电源不通时会得到完全不同的输出波形，只有接通是得到正确波形。
后来我仔细想了一下，应该是电路已经变了，这个时候就要换思路想了。
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。
第十六章 同相放大电路第三节
R1
∞
u－ － R2 u＋ ＋
＋
R3
uO
当R1 R2 R3 RF时,
uo u1 u2
减法运算电路
当R3
时, uo
RF R1
u2
(1
RF R1
)u1
实现信号差值运算
分析方法2：利用叠加原理
减法运算电路可看作是反相比例运算电路
与同相比例运算电路的叠加。
RF
+ ui1
–
+ ui2 –
R1 R2
－∞
uO
uO = uI 称为电压跟随器
uI
＋ ＋
电压跟随器
3、同相端电阻 R的取值原则
如：
RF
V_ R1
+ R V+
➢ 令 ui =0 则 uo =0
R1
i
iV+ _
+
+ _ui
R V+
RF
++
uo_
R R1 // RF R R
平衡电阻
➢ 两个输入端对外的等效电阻相等 R R1 // RF
例：
u+
+
ui R2
R3
由叠加法有：
RF
ui1 ui2
R1
–
u+ + +
Ri1
?
+ uo –
Ri2
平衡电阻： Ri1 // Ri2 = R1 // RF
16.4 差分（动）放大电路
➢ 列写‘’端的电流平衡方程
u2 u u uo
R1
RF
➢ 列写‘+’端的方程
u
R3 R2 R3
实验二设计反相、同相放大器、跟从器
电子线路设计实验报告题目: 设计反相、同相放大器、跟从器班级： 0311410姓名：曾刚学号： 031141013指导教师：徐超时间： 202一、12、31实验二设计用运算放大器组成反相放大器、同相放大器、跟从器实验要求一、测试三种电路的输入电阻、输出电阻、放大倍数、通频带等参数并记录。
二、用Multisim仿真这三种电路并记录好要紧参数。
3、比较对应参数，写出分析报告要求把握：分析不同电路的参数结果1整体设计同向比例放大器的设计如下：1.1.2仿真结果如下：分析：输入信号电压0.1V,频率1kHz,由图能够输出信号为1V,频率为1kHz.放大10倍，知足同向比例放大器的的电压放大公式Av=1+Rf/Rr其输入电阻为Ri趋近于无穷大，输出电阻Ro趋近于零。
比例放大器的设计如下：1.1.2仿真结果如下：分析：输入信号电压0.1V,频率1kHz,由图能够输出信号为1V,频率为1kHz.放大10倍，知足反向比例放大器的的电压放大公式Av=-R2/R1其输入电阻为Ri为R1，输出电阻Ro趋近于零。
的设计如下：1.1.2仿真结果如下：分析：由图可知，通过电压跟从器，信号的各项指标都没有转变，故一样在电路中作为阻抗变换器缓和冲器。
其输入电阻Ri和输出电阻Ro与同向比例放大器一样为Ri趋近于无穷大，Ro趋近于零2总结通过这次设计，让我进一步巩固了最大体的同相较例运算放大器、反相较例运算放大器和电压跟从器的结构、增益、输入输出电阻的求解、通频带的测量等。
和学会了如何利用proteus软件来做简单的电路验证实验，关于咱们的模电知识也是一个专门好的温习。
而且在咱们设计查阅资料的进程中也对各类运算放大器的参数、性能有了初步的熟悉，关于以后在系统中运放的选择有专门大的帮忙。
同相运算放大电路的设计
同相运算放大电路的设计-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1学号：0121414680512电子综合实训题目同相运算放大电路的设计学院理学院专业应用物理班级物理JD1401姓名陈玉成指导教师贾信庭2016 年 1 月20 日电子综合实训任务书学生姓名： 陈玉成 专业班级：物理JD1401 指导老师： 贾信庭 工作单位：武汉理工大学理学院题目：同相运算放大电路的设计初始条件：直流稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、 技术要求：设计一种模拟信号的同相运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路的运用，要求能够实现函数（ ）的三路可调输入模拟信号的运算，测试并记录下各节点的波形图。
2、主要任务：（一）设计方案（1） 按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2） 以集成电路运算放大器LF353为主，设计一种模拟信号运算电路（实现方案）；（3） 依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4） 根据设计的实现方案，画出电路图；（5） 查阅资料，确定所需各元器件型号和参数； （6） 在面包板上组装电路；（7） 自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求； （8） 撰写设计说明书，进行答辩。
3、 撰写电子综合实训说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期 任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排：电子综合实训时间：19周－20周19周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩； 20周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写电子综合实训说明书。
指导教师签名： 年 月 日系主任（或负责老师）签名： 年 月 日12350.5o i i i v v v v =+-目录1 技术指标 (1)2 设计方案及其比较 (1)2.1 方案一 (1)2.2 方案二 (2)2.3 方案三 (3)2.4 方案比较 (3)3 实现方案 (4)4 调试过程及结论 (4)5 心得体会 (5)6 参考文献 (6)同相运算放大电路设计1技术指标设计一种模拟信号的同相运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路的运用，要求能够实现函数（v o=5v i1+v i2−0.5v i3）的三路可调输入模拟信号的运算，测试并记录下各节点的波形图。
同相、反相比例运算放大电路的搭建
同相、反相比例运算放大电路的搭建【任务分析】同相输入放大电路是将输入信号u 通过F 2加到集成运算放大器的同相输入端，如图1所示。
在该电路中，由于输出电压通过反馈电阻 R 反馈到反相输入端，所以该电路是电压串联负反馈电路。
该电路中一般取F 2=R//R f 。
根据理想运放“虚断” (i i =O)的概念，流过R 2的电流为0,贝U u i+ = u i ，又利用“虚短”(5 — =u i+)的概念，那么，同相输入放大电路中有u i - =u i+ = u i ,由于i i =0，贝U i i =i f ，即U i 0 u 。
q R i R f，u 。
(1 -Rt )u i(1 &)u iRRlR1，故输出电压为u o (1 ■RL )u i 。
R i反相输入放大电路的输入信号 u i 加到集成运算放大器的反相输入端，如图2所示。
输出电压通过反馈电阻 R 反馈到反相输入端，R 为输入端的电阻；R2为平衡电阻或是补偿电阻， 用于消除偏置电流带来的误差，一般取R=R 〃R f 。
显然该电路是电压并联负反馈电路。
如图3所示为同相、反相比例运算放大电路的原理图。
根据理想运放“虚断” 以 u i _ = u i+=0，即 hi f , hu o(i i =0)的概念，则u i+=0 ,又由于“虚短” (u i - = u i+ )的概念，所u 。
，故输出电压为：u o R fR L R ui图1同相输入放大电路图2反相输入放大电路UinZ图3同相、反相比例运算放大电路原理图该电路中主要元件的作用为：LM358是集成运算放大器是构成运算放大电路的核心。
R7、R3、R4与LM358中的一个运算放大器构成一个反相比例运算放大器，R5、R6、R8与LM358中的另一个运算放大器构成一个同相比例运算放大器。
给U in2输入信号时，U out2得到一个反相的放大信号，给U ini输入信号时，U outl得到一个同相的放大信号。
电子技术综合实验指导书(福大)
电子技术综合实验指导书(试用)福州大学电气与自动化学院电工电子教学中心2020年11月17日目录实验一、数控增益放大器实验............................................. 错误!未定义书签。
1、实验任务.................................................................... 错误!未定义书签。
2、实验目的.................................................................... 错误!未定义书签。
3、参考设计.................................................................... 错误!未定义书签。
4、要紧元器件................................................................ 错误!未定义书签。
5、实验内容.................................................................... 错误!未定义书签。
6、实验报告要求............................................................ 错误!未定义书签。
实验二、简易温度监控系统实验......................................... 错误!未定义书签。
1、实验任务.................................................................... 错误!未定义书签。
2、实验目的.................................................................... 错误!未定义书签。
运算放大器同相放大器电路设计
其他优点。
同相放大器配置是最流行和广泛使用的运算放大器电路形式之一，它用于许多电子设备。
运算放大器同相放大器电路提供高输入阻抗以及使用运算放大器的所有优势。
虽然基本的同相运算放大器电路需要与反相对应电路相同数量的电子元件，但它可用于高输入阻抗很重要的应用。
1.同相放大电路同相运算放大器的基本电子电路相对简单。
在这种电子电路设计中，信号被施加到运算放大器的同相输入端。
这样，与输入相比，输出端的信号不会反转。
然而，反馈通过一个电阻从运算放大器的输出端传输到运算放大器的反相输入端，其中另一个电阻被带到地。
它必须应用于反相输入，因为它是负反馈。
这两个电阻的值决定了运算放大器电路的增益，因为它们决定了反馈电平。
基本同相运算放大器电路2.同相放大器增益运算放大器同相电路的增益很容易确定。
计算取决于两个输入端的电压相同这一事实。
这是因为放大器的增益非常高。
如果电路的输出保持在放大器的供电轨内，则输出电压除以增益意味着两个输入之间几乎没有差分。
由于运算放大器的输入不吸收电流，这意味着流经电阻R1和R2的电流相同。
反相输入端的电压由R1和R2组成的分压器组成，由于两个输入端的电压相同，因此反相输入端的电压必须与同相输入端的电压相同。
这意味着Vin = Vout x R1 / (R1 + R2)。
因此，电路Av的电压增益可以计算为：和在=1+R2R1Av=1+R2R1哪里：Av = 运算放大器电路的电压增益R2 = 反馈电阻电阻，单位为ΩR1 = 电阻对地电阻，单位为Ω例如，通过使R2 47 k欧姆和R1 4.7 k欧姆，可以构建需要11增益的放大器。
3.同相放大器输入阻抗运算放大器同相电路的阻抗特别高。
该运算放大器电路的输入阻抗通常可能远远超过107Ω.对于大多数电路应用，电路对前几级的任何负载影响都可以完全忽略，因为它非常高，除非它们非常敏感。
这与运算放大器电路的反相配置有很大不同，后者仅提供相对较低的阻抗，具体取决于输入电阻的值。
验证实验--运算放大电路同相、反相与加减法电路实验
验证实验四 运算放大电路同相、反相及加减法电路实验一、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、主要设备及器件函数信号发生器、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1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图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：i 1foUR R U -=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 ´=R1||Rf 。
实验中采用10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。
图1 反相比例运算电路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i 1fo )1(UR R U +=当R1→∞时，Uo=Ui ，即为电压跟随器。
图2 同相比例运算电路3、反相加法电路反相加法电路电路如图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 - R ´ = R1 || R2 || Rf图3 反相加法电路4、同相加法电路同相加法电路电路如图4所示，输出电压与输入电压之间的关系为：)+++(+=B 211A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U图4 同相加法电路5、减法运算电路（差动放大器）减法运算电路如图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R1 = R2，R ´ = Rf 时，图5电路为差动放大器，输出电压为：)(=A B1fo U U R R U -图5 减法运算电路四、实验内容注意正、负电源的接法，并切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。
信号输入时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端。
同相放大电路实验报告
同相放大电路实验报告同相放大电路是一种可以放大信号的电路，它由一个共射放大器和一个共集放大器组成。
在同相放大电路中，输入信号通过源极电容Coupling Capacitor C1进入共射放大器的基极，经过放大之后，再通过串联的耦合电容C2进入共集放大器的基极，最终输出到负载电阻RL。
同相放大电路的特点是输入和输出是同相的，因此被称为同相放大电路。
在实际操作中，我们使用实验箱搭建同相放大电路，实验箱中提供了所需的电源和元件。
在搭建电路之前，我们需要确认所使用的晶体管的引脚排列，并且将相应的引脚连接到正确的位置。
在连接电路时，需要注意电路元件之间的极性，如电容和二极管的正负极。
在进行实验之前，我们需要准备一些实验器材和元件，如实验箱、三极管、电容、电阻、信号发生器等。
在实验中，我们还需要使用示波器来观察输入和输出信号的波形。
接下来，我将回答一些与同相放大电路实验相关的问题。
实验目的：本次实验的目的是研究同相放大电路的放大特性，并观察其输入和输出信号的波形。
实验原理：同相放大电路是一种常用的放大电路，它可以对输入信号进行放大并输出。
在同相放大电路中，共射放大器负责放大输入信号的电压，而共集放大器负责提供输出信号的电流。
共射放大器的输入阻抗较高，输出阻抗较低，适合作为信号源；共集放大器输出阻抗较低，适合作为负载。
通过合理的设计和调节，可以实现对输入信号的放大。
实验步骤：1. 首先根据实验箱上的引脚排列，将三极管正确地连接到实验箱的基座上。
2. 接下来，将电容和电阻连接到电路中。
其中，电容C1和C2用于耦合输入和输出信号，电容Cin和Cout用于电源的耦合。
3. 将信号发生器连接到输入端，调节信号发生器的输出幅值和频率。
4. 将示波器连接到输出端，调节示波器的触发和纵横坐标。
5. 打开电源，调节偏置电压和放大倍数，观察输入和输出信号的波形。
实验结果：在调节电路之后，我们可以通过示波器观察输入和输出信号的波形。
运算放大电路的课程设计
运算放大电路的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解运算放大电路的基本原理，掌握其组成、功能及特点；2. 使学生掌握运算放大电路的电压放大、电流放大、功率放大等性能参数的计算方法；3. 引导学生掌握运算放大电路在不同应用场景中的连接方式和使用技巧。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和设计简单运算放大电路的能力；2. 提高学生动手搭建和调试运算放大电路的技能；3. 培养学生运用运算放大电路解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其主动探索和创新的科学精神；2. 培养学生具备团队协作意识，学会与他人共同分析和解决问题；3. 增强学生的环保意识，使其在设计和应用运算放大电路时，注重节能和环保。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，学生将能够掌握运算放大电路的相关知识，具备分析和设计简单电路的能力，同时培养良好的情感态度和价值观。
为实现课程目标，后续教学设计和评估将注重理论与实践相结合，强化学生的动手实践能力，提高其解决实际问题的综合素质。
二、教学内容1. 运算放大电路基本原理：介绍运算放大器的工作原理、组成部分、输入输出特性等；教材章节：第二章第二节“运算放大器的基本原理”2. 运算放大电路性能参数计算：讲解电压放大、电流放大、功率放大等性能参数的计算方法；教材章节：第二章第三节“运算放大器的性能参数”3. 运算放大电路连接方式：介绍反相输入、同相输入、差分输入等连接方式及其应用；教材章节：第二章第四节“运算放大器的连接方式”4. 运算放大电路应用实例：分析比较器、积分器、微分器等常见运算放大电路的应用；教材章节：第二章第五节“运算放大器的应用实例”5. 动手实践：组织学生动手搭建和调试简单运算放大电路，巩固所学知识；教材章节：第二章第六节“运算放大器的实验”6. 课程总结与拓展：对本章内容进行总结，布置相关课后作业，拓展学生的知识视野。
同相运算放大器实验说明
同相运算放大器实验说明
在安装有实验软件的条件下,双击该实验的图标将会翻开如下列图的窗口.
1、将窗口最||大化(右上角蓝框中的方块) ,出现左下脚红框中的运行控制按钮(见图) .
2、实验过程：点击左下脚的运行开关按钮(三角型按钮)将实验电路置于运行状态.将出
现如下列图窗口.
3、SW1控制模拟信号源内阻(上10k、中零、下50k ) .
4、RV1调整放大倍数(向左增大放电倍数,向右减小放大倍数) .
5、输入端和输出端电压显示输入和输出电压有效值.
6、改变信号源内阻和RV1 ,按下表内容测量并记录.
7、点击左下脚停止开关按钮(方块型按钮)使电路停止运行.
8、说明放大器的放大倍数与什么有关.信号源内阻对电路有什么影响.。
放大电路设计总结和思考之一----同相比例放大电路设计
放大电路设计总结和思考之一----同相比例放大电路设计在实际使用运放去设计电路时，首先要考虑运放的供电为单电源或双电源，然后根据信号源阻抗要求去选择同相或反向放大电路。
当然某些特殊要求的地方还要考虑使用差分放大电路来设计满足要求，比如视频中提到的电池电压检测电路就是利用差分单电源供电实现了电池电压检测功能。
所以基于上述的实际应用过程，我们就可以设计出三种类型的电路：同相放大电路，反向放大电路和差分放大电路了。
同时在考虑到运放电路的供电要求，可以提供单电源或双电源来设计放大电路，这样按照排列组合就可以知道每种类型的电路至少有4个设计电路了。
当然我们在设计电路时要考虑到它的实际用途，所以有些组合中的电路不具有实际意义就不会使用了。
以下内容按照同相比例放大电路，反向比例放大电路，差分放大电路顺利来总结以下。
同相比例放大电路特点：对输入信号进行比例放大，不进行相位翻转。
在对同相比例放大电路设计时，注意要对运放芯片的输入的电源端进行RC滤波减小纹波，实质就是减小电源电压的变化导致的输出信号的变化从而减小噪声。
对于运放芯片本身来说还有一个参数PSRR也是与此有关的。
在运放电路的输入端加入电容 C5 构成低通滤波器，实现对对输入信号的滤波减小噪声。
图11.1在运放电路的输出端加入了R13，C7构成低通滤波，截止频率计算公式1/2*π *R13*C7，同时为了防止电路振荡作用；1.2此电路的放大倍数计算公式：Gain=1+?7 ? èGain=11 倍。
也就是说当输入信号为1mVpp 值时，输出信号可以变成11mVpp。
假如考虑到运放芯片输出是能到达电源电源情况下，在芯片的Pin3 端输入信号可以达到±227mV,都能被线性放大。
如果超出此输入范围就出现输出信号正负电源电压饱和了。
所以在使用运放时要考虑电路输出信号范围，即使我们在使用 Rail-to- Rail运放时也要考虑留输出余量，以免出现信号失真。
同相运放放大电路
同相运放放大电路同相运放放大电路是一种常见的电子电路，它能够将输入信号放大并输出。
在现代电子技术中，同相运放放大电路被广泛应用于各种电子设备中，例如音频放大器、信号处理器等。
本文将对同相运放放大电路的原理、结构和应用进行详细介绍。
一、同相运放放大电路的原理同相运放是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电子器件。
它由差分放大器和输出级组成，差分放大器是核心部分，能够将微弱的输入信号放大成较大的输出信号。
在同相运放放大电路中，输入信号通过输入端进入差分放大器，经过放大后再通过输出级输出。
差分放大器通过负反馈的方式使得输入端和输出端之间的电压保持稳定，从而实现输入信号的放大。
同相运放放大电路由输入端、差分放大器、输出级和电源组成。
输入端通常是一个虚拟接地点，用于接收外部输入信号。
差分放大器由一个差动对输入级和一个共射放大器组成，差动对输入级负责将输入信号进行差分放大，而共射放大器则负责将差分放大后的信号放大到足够的幅度。
输出级则将放大后的信号通过输出端输出。
电源为电路提供工作所需的电能。
三、同相运放放大电路的应用1. 音频放大器：同相运放放大电路广泛应用于音频放大器中。
它能够将微弱的音频信号放大成足够大的信号，从而驱动扬声器发出声音。
音频放大器在家庭音响、汽车音响等领域有着广泛的应用。
2. 信号处理器：同相运放放大电路还可以用于信号处理器中。
信号处理器能够对输入信号进行滤波、增益调节、相位调节等处理，从而得到符合要求的输出信号。
在通信系统、音频处理等领域，信号处理器是不可或缺的组成部分。
3. 传感器接口：同相运放放大电路还可以用于传感器接口电路中。
传感器接口电路能够将传感器输出的微弱信号放大到适合后续处理的幅度。
在工业控制、仪器仪表等领域，传感器接口电路起着至关重要的作用。
四、总结同相运放放大电路是一种常见的电子电路，它能够将输入信号放大并输出。
本文对同相运放放大电路的原理、结构和应用进行了详细介绍。
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本科生电子综合实训成绩评定表
姓名
XXX
性别
男
专业、班级
XXXXXX
电子综合实训题目：同相运算放大电路的设计
电子综合实训答辩或质疑记录：
问题：你的三个方案的设计原理是什么？
答：方案一是通过一个差分放大电路实现的；
方案二是通过两个反相求和运算放大电路共同实现的；
在设计与仿真过后就是布线了，这次我用到了面包板，这和我曾在《电子电工实习》课上用到的电路板不同，这个面包板不需要进行焊接只需要将线插入对应的凹槽中就能做到连通电路了。通过这次实际体会，我发现这种不用焊接的面包板在教学方面更加方便实用，而且还能多次利用节省器材。
最后便是调试了，在调试过程中，我们组在引入滑动变阻器改变输入电压这一环节出了错，后经过讨论纠正了错误，最终得到了正确的实验结果。在调试的过程中我充分认识到了实践与理论的差别，从书本上学到的知识如果不加以实践总会有一些差漏，将所学的知识学以致用才能使我们得到提升。
(12)
(13)
由虚短虚断得：
(14)
(15)
将 带入以上方程，并联立(12) (13) (14) (15)四式可得： 。
根据上述方案，将用到以下元器件，如表2所示：
表2元器件清单
元器件名称
规格
数量
原器件名称
规格
数量
直流源1
1
电阻
1k
2
直流源2
5V
1
运算放大器
LF353
1
万用表
1
面包板
1
滑动变阻器
10k
2.1
图1方案一的原理图
方案一的原理图如图1所示，该方案是由一个LF353运算放大器构成，直接输入 ， ， 经过放大器U1:A后得 。
具体运算如下：
(1)
(2)
由虚短虚断得：
(3)
将 带入以上方程，并联立(1) (2) (3)三式可得： 。
2.2
图2方案二的原理图
方案二的原理图如图2所示，该方案由两个LF353运算放大器构成。
方案三是通过一个反相求和运算放大电路和一个同相求和运算放大电路共同实现的。
问题：在调试过程中遇到了什么问题，又是怎么解决的？
答：在调试过程中，我们的输入电压无法调到2.6V以下，后来将滑动变阻器一端接地，中间接输出，另一端输入，这样就解决了这个问题，0至5V可调。
成绩评定依据：
评定项目
考察点
分数
所占比例
总的来说这次的电子综合实训让我收获颇多，希望学校多多开设这样的实践课程让我们将课本上所学的知识学以致用，加深我们的理解。实践才是检验真理的唯一标准。
6
[1]吴友宇，伍时和，凌玲.模拟电子技术基础.北京：清华大学出版社，2009.
[2]周新民，周晓年，刘明，等.工程实践与训练教程.武汉：武汉理工大学出版社，2009.
3、撰写电子综合实训说明书：
封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期
任务书
目录（自动生成）
正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；
4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献
成绩评定表
时间安排：
电子综合实训时间：19周－20周
19周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；
表3实验数据的记录
（V）
（V）
（V）
(测量值)（V）
（理论值）（V）
误差（%）
1
0.50
1.00
2.00
2.50
2.50
0
2
1.00
1.00
2.00
4.97
5.00
0.6
3
1.00
1.00
1.00
5.47
5.50
0.5
从测量的三组数据来看，我们设计的电路的调试结果与理论值误差均小于1%，在允许误差范围内，所以说我们所设计并连接的电路实现了同相运算放大电路的设计要求，基本上满足了函数式 。
20周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写电子综合实训说明书。
指导教师签名：年月日
系主任（或负责老师）签名：年月日
同相运算放大电路的设计
1
设计一种模拟信号的运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路的运用，要求能够实现特定函数（ ）的三路可调输入模拟信号的运算，测试并记录下各节点的波形图。
2
， 由第一级输入，经过U1:A得 , 由第二级输入，经过U1:B得 。
具体运算如下：
(4)
(5)
由虚短虚断得：
(6)
(7)
将 带入以上方程，并联立(4) (5)三的原理图
方案三的原理图如图3所示，该方案由两个LF353运算放大器构成。
由第一级输入，经过U1:A得 , ， 由第二级输入，经过U1:B得 。
要求完成的主要任务：（包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）
1、技术要求：
设计一种模拟信号的同相运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路的运用，要求能够实现函数（）的三路可调输入模拟信号的运算，测试并记录下各节点的波形图。
2、主要任务：
（一）设计方案
（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；
（2）以集成电路运算放大器LF353为主，设计一种模拟信号运算电路（实现方案）；
（3）依据设计方案，进行预答辩；
（二）实现方案
（4）根据设计的实现方案，画出电路图；
（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；
（6）在面包板上组装电路；
（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；
（8）撰写设计说明书，进行答辩。
5
本次电子综合实训的实训内容为同相运算放大电路的设计，这个实验内容相对简单，是我们《模拟电子电路》课上所学过的内容，所以我设计三套方案的过程中并没有遇到什么阻碍，很快便设计完成了。
但随后的仿真，我遇到了阻碍，由于物理JD班并没有开设《电子线路辅助设计》课程，所以我没有学过关于电子电路仿真的相关软件的使用，好在我寝室中有两个电信班的同学，他们学过这门课，会使用proteus仿真软件，在他们的指导下我也学会了proteus的使用方法，随后我便用这款仿真软件对我设计的三套方案进行仿真，最终的仿真结果与理论值的误差较小，证明我设计的这三套方案是正确的。
学号：
电子综合实训
题目
同相运算放大电路的设计
学院
理学院
专业
电信理
班级
XXXX
姓名
XXX
指导教师
贾信庭
201X
年
X
月
X
日
电子综合实训任务书
学生姓名：XXXX专业班级：XXXXXXXX
指导老师：贾信庭工作单位：武汉理工大学理学院
题目：同相运算放大电路的设计
初始条件：直流稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具
3
导线
若干
电阻
2k
2
剪刀
1
电阻
10k
2
镊子
1
根据原理图，将准备好的器件组装成型，如图5所示：
图5实现方案的实物图
4
此次实验只提供了一个5V的输入电压，需要我们通过滑动变阻器将5V的电压变为试验所需的输入电压。在引入滑动变阻器调节输入电压的过程中我们遇到了阻碍，一开始我们是直接将滑动变阻器串联到输入端的，这样做导致了我们无法将输入电压调至0~5V可调，最低只能将输入电压调至2.6V左右，这不符合试验标准。经过再讨论我们最终更换了滑动变阻器的引入方式，我们将滑动变阻器的左端接地，中间接输入端，右端接5V恒压源，这样就可以做到输入端电压0~5V可调了。随后进行数据测量，实验所得数据与理论值误差均小于1%，在允许误差范围内。三组实验数据如下表3所示：
折合分数
总成绩（百分制）
方案设计
及预答辩
设计方案的合理性
答辩
30％
电路布线
及调试
电路布线的合理性
电路的调试
30％
说明书
及答辩
说明书撰写的规范性
答辩
40％
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
具体运算如下：
(8)
(9)
由虚短虚断得：
(10)
(11)
将 带入以上方程，并联立(8) (9) (10) (11)四式可得： 。
2.4
表1方案比较
仿真精度
使用器材数量
操作难度
结论
方案一
三套方案仿真精度相差不大
较少（一个放大器）
三套方案的操作难度均较为简单
故将第一套设计方案作为实现方案最为合理
方案二
较多
（两个放大器）
方案三
3
由于是两个人一组，且两人共六套设计方案均不相同，经由本组协商讨论，选取组员XXX的第三套设计方案作为实现方案。
图4实现方案的原理图
实现方案的原理图如图4所示，该方案由两个LF353运算放大器构成。
， 由第一级输入，经过U1:A得 , 由第二级输入，经过U1:B得 。
具体运算如下：