实验四 集成运放组成的基本运算电路
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
集成运算放大器的基本运算电路_电工电子实验实训教程_[共3页]
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第5章 电子技术实验 835.4 集成运算放大器的基本运算电路一 实验目的（1）掌握集成运算放大器反相比例运算电路、反相加法器、差动运算放大电路和积分器电路的基本接线和运算关系、测试方法。
（2）通过实验加深对运算放大器的特性和“虚短”“虚断”概念的理解。
二 实验原理集成运算放大器是一种具有高开环放大倍数、深度负反馈的直接耦合多级放大器，是模拟电子技术领域应用最广泛的集成器件。
按照输入方式可分为同相、反相、差动3种接法，按照运算关系可分为比例、加法、减法、积分、微分等。
利用输入方式和运算关系的组合，可接成各种运算放大器电路。
1．反相比例运算放大器反相比例运算放大器电路是集成运放的一种最基本的接法，如图5.4.1所示。
电路的输出电压u o 与输入电压u i 的关系式为i 1f o u R R u −=。
2．反相加法器 如果在运算放大器的反相端同时加入几个信号，接成图5.4.2的形式，就构成了能对同时加入的几个信号电压进行代数相加运算的反相加法器电路。
如果把运算放大器看作是理想的，由于理想运放的开环电压放大倍数为无穷大，那么当输出电压为有限值时差模输入电压00u u u A −+−=，所以u -=u +，即“虚短”，当同相输入端接地，即u +＝0，则u －＝0，反相输入端看作“虚地”，则电路的输出电压u o 与输入电压u i 的关系式为：)(i22f i11f o u R R u R R u +−=。
为保证运算放大器的两个输入端处于平衡对称的工作状态，克服失调电压、失调电流的影响，在电路中应尽量保证运算放大器两个输入端的外电路的电阻相等。
因此在反相输入的运算放大器电路中，同相端与地之间要串接补偿电阻R 3，R 3的阻值应是反相输入电阻与反馈电阻的并联值（R 3=R 1//R 2//R f ）。
3．差动运算放大电路差动运算放大器电路如图5.4.3所示。
根据电路分析，该电路的输出电压u o 与输入电压u i 的关系式为：3f f o i2i11231(1)R R R u u u R R R R =+−+。
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 ±。
集成运放组成的基本运算电路课件
+15V
⎞ ⎛R R vO = −⎜ f v S 1 + f v S 2 ⎟ ⎟ ⎜R R2 ⎠ ⎝ 1
υO
A
＋
R′ 6.2K
-15V
为了消除平均偏置电 及其漂移造成运算误差， 须在同相端接入平衡电阻 R’，其值应与反相端的外 接等效电阻相等，即要求 R’= Rl//R2//RF。
实验电路图 实验注意： 1.首先应进行静态测试，当零输入时输出近似为零(失调电压)。 2.输入信号可以是直流，也可是正弦，方波或三角波信号。但在选取信号的频 率和幅度时，应考虑运放的频响和输出幅度的限制。 3.用示波器监视输出电压波形。
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。 绘制波形图时注意波形间的相位关系
模拟电子技术实验四>基本运算电路
4.积分运算电路
K2 C R2 1M vS R1 100K R′ 100K － ＋ 1μF K1 +15V vO
A
-15V R2稳定输出初态
1 t vo = − ∫ vs dt R1 0
RF RF vo = vs 2 − vs1 R2 R1
vO
A
＋
差分放大电路即减法器 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。
实验电路图 实验注意： 与反相加法运算实验相同 实验步骤： 测量输入和输出信号幅值，验证电路功能。
模拟电子技术实验四>基本运算电路
实现两个信号的减法(差分)运算的仿真电路
模拟电子技术实验四>基本运算电路
5.波形转换—方波转换成三角波
C R2 100K vS － R1 10K ＋ R′ =R1//R2 10K -15V 0.47μ +15V
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。
实验四集成运放基本运算电路
实验四：集成运放基本运算电路一、实训目的1.掌握运算放大器的接线与应用。
2.掌握用运算放大器组成的比例、求和及加减混合运算的电路及其应用。
二、实训电路与工作原理1.图4.1为由OP07构成的运算放大电路的组合模块AX9。
OP07是低零飘运算放大器（通常可省去调零电路）。
OP07为8脚芯片，各脚的功能如下：2---反相输入端3---同相输入端7---正电源（+12V）4---负电源（-12V）6---输出端5---接地1、8、7---接调零电位器（在要求高的场合用）AX09组合模块（运算放大电路）表4.1为OP07运算放大器主要参数。
由表4.1可见，其最大输出电压为±12。
而最大输出电流I仅有±2mA（带OM载能力很小），因此在实用中通常还增加功率放大电路。
2.运算放大器是一个具有高放大倍数的放大器，当它与外部电阻、电容等构成闭环电路后，就可组成种类繁多的应用电路。
在运算放大器线形应用中，可构成以下几种基本运算电路：反相比例运算、同相比例运算、反相求和运算、加减混合运算等。
3.基本运算电路如图4.2（a）、（b）、（c）、（d）所示。
电路中仅画出输入与反馈回路电阻，其他未画上，如电源及限幅。
4.在以下的推导中，有两个前提与结论，它们是：（1）由于运算放大器开环增益o K 很大（510以上），可看成∞，所以A 点电压A u ≈oou K ≈0，可看成零，称为“虚地”（前提一），于是 111i A iu u u i R R -== oA o f f fu u u i R R -== （4.1） （2）由于运算放大器输入电阻o R 极大（10M Ω以上），可看成o R =∞，称为“虚断”。
这样电流i'可看成零（即i'=0）（前提二），于是有100f i i i +==所以 f i =-1i （4.2） 以式（4.1）代入式（4.2），有o fu R =-1i uR 于是o u =-1f i R u R即可得式（4.3）以后的所有关系式，都是从以上的两个前提和对应的两个结论出发去进行推导的。
实验四 集成运算放大电路
实验四 集成运算放大电路一、实验目的1、理解运算放大器的基本原理,学会应用“虚短”、“虚断” 求解运放电路。
2、掌握由运算放大器组成的比例、加法运算等电路。
二、实验电路及测量原理右图是μA741集成运放的外引线图，各引脚功能如下：2--反相输入端3--同相输入端7--电源电压正端 (+12V)4--电源电压负端 (-12V)6--输出端 1、5--调零端 8—NC集成运算放大器是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路，具有两个输入端和一个输出端，可对直流信号和交流信号进行放大。
外接负反馈电路后，输出电压V o 与输入电压V i 的运算关系仅取决于外接反馈网络与输入的外接阻抗，而与运算放大器本身无关。
1、反相比例运算电路如图4-1所示为反相比例运算电路。
μA 741按理想运放处理，其运算关系为V o = –(R f /R 1)V i若R f =R 1则为倒相器，即 V o = –V i图图4-12、同相比例运算电路如图4-2所示为同相比例运算电路。
其运算关系为V o = (1+R f /R 1)V i若不接R 1，或将R f 短路，可实现同相跟随功能，即V o =V i3、差动运算电路 图4-2 如图4-3所示为差动运算电路。
其运算关系为u o = 11232311i f i fu R R u R R R R R R -+⋅+当R f =R 3，R 1=R 2时：)(1210i i f u u R R u -=若R f =R 1则)(120i i u u u -= 图4-3三、实验内容1、用万用表调整直流稳压电源，使输出为±12V。
2、反相输入放大电路测试(1) 在反相输入端加入直流电压V i=1V，测量V o，计算出电压放大倍数。
(2) 反相输入端加入频率为1kHz、Vpp为1V的正弦交流信号,用示波器观察输入、输出信号的波形，并测出V o的大小。
3、同相输入放大电路的测试(1) 按实验电路图4-2所示接线。
实验四 集成运算放大电路的基本应用
实验四 集成运算放大器的基本应用一、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。
理想运算放大器特性：在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益 A ud =∞； 输入阻抗 r i =∞； 输出阻抗 r o =0； 带宽 f BW =∞； 失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud （U +－U －）由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。
即U +≈U －，称为“虚短”。
（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。
这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
三、实验设备与器件±12V 直流电源（+12V —COM-- -12V ）、函数信号发生器、交流毫伏表、万用表、集成运算放大器LF353P 、 电阻、电容若干。
四、实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
LF353P 引脚图 LM741引脚图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：i 1FO U R R U -=为了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 。
（1) 按图1连接实验电路，接通±12V 电源，输入端对地短路，进行调零和消振；（2) 输入f ＝100Hz ，U i ＝0.5V 的正弦交流信号，测量相应的U O ，并用示波器观察u O 和u i 的相位关系，记入表1图1 反相比例运算电路图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 )U R R (1U += R 2＝R 1 // R F（1）按图2连接实验电路。
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。
集成运算放大器组成的基本运算电路
运放电源的提供
第 第 第 一 二 三 组 组 组 + － + － + －
＋12V 电路的地 -12V
直流信号
由左图可知，741运放使用 双电源。直流源可提供3组直 流电压输出。将两组都调为 12V输出。将1组端(-)连2组 (+)，此为地端；1组(+)为 +12V；2组(-)为－12V。第三 组用来提供输入信号
同相比例运算电路
u o (1 A Vf uo ui
Rf R1
)u i Rf R1
1
实验内容
1) 2)
按图连接实验电路。 接通电源，调零之后在同相输入端加直流信 号ui，完成表2.30 。
两输入情形的处理
-2V 2V 直流电源提供三组 电源，其中两组提供 运放的双电源，第三 组提供输入信号。在 直流电源 进行下面的加、减法 运算实验时，需要两 第三组 个输入信号。此时可 以采用1k电位器分压 来解决。注意， |U1|>|U2|。 -1V 1V
集成运算放大器组成的基本运算电路
这里的运算是指：电路的输出电压为输入信 号的和、差、倍数等。这里输入测量 时采用的输入是直流信号；在定性观察输出 波形时，采用的输入是交流信号。请大家在 实验中注意分别。
集成运算放大UA741管脚说明
2脚—反相输入端 3脚—同相输入端 4脚—负电源 7脚—正电源 6脚—输出 1、5脚接调零电位器
电路图
3.积分运算电路
实验内容
1) 2)
按图连接实验电路。 接通电源，调零之后，输入ui接矩形波，其 幅值为1V，频率为1kHz,观察输出波形，描 绘出曲线uo=f(t)。
集成运放的基本运算电路
电路图
3.反相加法运算电路
集成运放的基本运算电路
实验2.3 集成运放的基本运算电路一、实验目的1、进一步熟悉THM-4模拟电路实验箱面板布局。
2、深入理解集成运放工作于线性区的条件与特点。
3、掌握用集成运算放大器组成电压跟随器、比例、求和电路的特点及性能。
4、学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验原理由于集成电路运放通常都具有极高的差模电压增益，欲使其稳定工作于线性状态下，必须加入深度负反馈，否则它必将工作于非线性状态。
图2.3.1(a)所示是在集成运放中引入了电压负反馈的电路，（b ）则是其理想化后的闭环电压传输特性。
由此可见，假设A f =2，输入电压U i 不超出-5V —+5V 的范围,则运放将稳定工作于线性区A0B 内,当U i 超出线性范围时，集成运放将进入饱和状态，输出保持为最大值不变（其大小决定于电源电压）。
对于这一点，有时容易忽视甚至误解，以为在集成运放中加入负反馈后，其输出就会随输入而无限增加，这是必须加以注意的。
图2.3.1(b) 闭环电压传输特性(a) 引入电压负反馈集成运放电路U iU o对于理想化了的运放，当它工作于线性状态下时具有两个十分突出的特点。
其一是“虚断”，即I +=I -=0；其二是“虚短”，即U +=U -（在反相输入同相接地电路中因U +=0，故“虚短”又可引伸为“虚地”）。
不管电路结构形式如何复杂，均可根据这两个特点推导出输出与输入之间的函数关系。
例如在图2.3.1（a ）中，由于I +=I -（I -=0），U -=0（虚地），故有这就是反相放大器的闭环电压传输特性。
其中称为闭环电压放大倍数。
实际运行与理想运放之间总存在一定的差异，故在实际使用中常采用一些措施以减小它的误差，提高其运算精度。
经常采用的一个措施是加入平衡电阻R ，以保证实际运放的反相与同相输入端对地的等效电阻相等，从而使其处于对称与平衡工作状态，减小由输入偏置电流引入的误差。
其次是防自激，运放在使用中有时会产生自激，此时即使U i =0，也会产生一定的交流输出、使运放无法正常工作。
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。
集成运放的基本运算电路实验报告
集成运放的基本运算电路实验报告实验报告：集成运放的基本运算电路实验目的：1. 了解集成运放的基本原理和性质；2. 学习基本运算电路的设计和实现方法；3. 实验验证运算放大器的基本运算电路，包括反相放大器、非反相放大器、求和放大器和差分放大器。
实验器材：1. 集成运放（可以使用LM741等常见型号）；2. 电阻（包括不同阻值的固定电阻和可变电阻）；3. 电源（正负双电源，供应电压根据集成运放的需求确定）；4. 示波器；5. 信号源。
实验步骤：1. 反相放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
2. 非反相放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
3. 求和放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到不同信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
4. 差分放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口分别连接到两个信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。
实验结果：1. 反相放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
2. 非反相放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
3. 求和放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
4. 差分放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。
实验分析：1. 通过对实验结果的观察和分析，可以验证集成运放的基本运算电路的原理和性质。
2. 在实验中可以调整电阻的数值来改变放大倍数或增益，验证运算放大器的增益特性。
5集成运算放大器实现的运算电路
② 输入f=1kHz，峰峰值为1V的正 弦交流信号，测量相应的uo，并 用示波器观察uo和ui的相位关系。
3、反相加法运算电路 ①按图3连接实验电路。 ②Ui1、 Ui2为直流电压信号，记 录测量值。
Ui1= Uo=
7
2v
， Ui2= 。
2v
；
实验四 集成运算放大器实现的运算电路
4、减法运算电路 ①按图4连接实验电路。 ②Ui1、 Ui2为直流电压信号，记 录测量值。
实验四 集成运算放大器实现的运算电路
实验四 集成
1．熟悉由集成运算放大器构成基本运算电路的方法。 2．掌握积分器波形的测量及分析方法。 3．了解基本运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理
反相比例运算电路
同相比例运算电路
u R Auf o F R2 R1 RF ui R1
1、反相比例运算电路 ①按图1连接电路。 ②输入f=1kHz，峰峰值为1V的正弦 交流信号，测量相应的uo，并用 示波器观察uo和ui的相位关系。 +15V
示波器 A B
ui
RF 100kΩ
R1 10kΩ R2 9.1kΩ
-15V
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实验四 集成运算放大器实现的运算电路
2、同相比例运算电路 ①按图2连接实验电路。
RF R3 RF uo (1 ) ui 2 ui1 R1 R2 R3 R1
3
实验四 集成运算放大器实现的运算电路
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实验四 集成运算放大器实现的运算电路
三、实验内容
实验前看清楚运放组件个管脚的位置。切忌正、负电源极性 接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
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实验四 集成运算放大器实现的运算电路
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《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。
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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：
1
R 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 90.910
o i uf u u V A ∴≤==，即输入信号的设计值小于0.9V ±。
设0.3i U V =和0.5i U V =-，计算出0U 的值，自拟表格如图表4-1。
按此计算值选择元件接线，测试。
其它运算电路设计自己完成。
表4-1
i U
（测量值）0U +U -U （理论值）i F U R R U 1
0-= 0.3V
-3V -0.5V
5V 五． 注意事项
1. 注意运放正、负电源（地）连接正确，输出端不能对地短接，以防损坏运放。
2. 利用电压跟随器检查芯片的好坏。
3. 注意运放工作在线性区时的最大输出电压值max |||3|=|12-3|=|9|o CC u V V V ≈-。
所以设计时0u 的理论值不
能超过9V 。
4. 本实验所用直流信号源有一定内阻，故在调整i u 值时，必须在信号源与运放输入端接通的条件下测量。
5. 测量i u 、0u 时，要注意正、负极性。
6. 改接电路时必须先关断电源，电路接好后确认无误方可通电实验。
六． 实验报告要求及思考题
1. 集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路，在没有输入信号时，输出端的静态电压应该是多少?
2. 电路在什么情况下出现“虚短”？什么情况下出现“虚地”？
3. 记录和整理实验数据，并与理论值比较，分析产生误差的原因。
4. 记录实验过程中出现的故障或不正常现象，分析原因，说明解决的办法和过程。
5. 写出实验体会。
最后交的实验报告画图要美观正确，字迹要清楚。
实验要求：
复习第五章的内容，实验报告要求回答预习思考题，设计不能抄袭，否则报告判为不及格。
该实验是设计性实验，目的是通过实践培养学生勇于探索、严谨求实的精神，对于培养高素质、创新型人才有重要意义。