基于集成运算放大器的万用表设计
集成运放放大电路实验报告
集成运放放大电路实验报告一实验目的：用运算放大器等元件构成反相比例放大器，同相比例放大器，反相求和电路，同相求和电路，通过实验测试和分析，进一步掌握它们的主要特征和性能及输出电压与输入电压的函数关系。
二仪器设备：i SXJ-3B型模拟学习机ii 数字万用表iii 示波器三实验内容：每个比例求和运算电路实验，都应进行以下三项：（1）按电路图接好后，仔细检查，确保无误。
（2）调零：各输入端接地调节调零电位器，使输出电压为零（用万用表200mV档测量，输出电压绝对值不超过0.5mv）。
A. 反相比例放大器实验电路如图所示R1=10k Rf=100k R’=10k输出电压：Vo=-(Rf/R1)V1实验记录：将电路输入端接学习机上的直流信号源的OUTPUT，调节换档开关置于合适位置，并调节电位器，使V1分别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
实际测量V0的值填在表内。
B 同相比例放大器R1=10k, Rf=100k R＇=10k输出电压：V0=（1+Rf/R1）V1别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
E 电压跟随器实验电路：四思考题1 在反相比例放大器和加法器中，同相输入端必须配置一适当的接地电阻，其作用是什么？阻值大小的选择原则怎样考虑？此电阻也称之为平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，减少输入失调电流或对电路的影响。
2分析实验数据与理论值产生的误差原因。
（1）运放输入阻抗不是无穷大。
（2）运放增益不是无穷大。
（3）运放带宽不是无穷大。
（4）运放实际存在输入、温漂等等。
集成运算放大器的应用实验报告
一、实验目的1. 了解集成运算放大器的基本特性和工作原理。
2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路的设计与调试方法。
3. 熟悉集成运算放大器在实际电路中的应用，提高电子电路设计能力。
二、实验原理集成运算放大器（Op-Amp）是一种高增益、低输入阻抗、高输入电阻、低输出阻抗的直接耦合放大器。
它广泛应用于各种模拟信号处理和产生电路中。
本实验主要研究集成运算放大器的基本应用电路，包括反相比例放大电路、同相比例放大电路、加法运算电路、减法运算电路等。
三、实验仪器与设备1. 集成运算放大器：TL0822. 直流稳压电源：±15V3. 数字万用表4. 示波器5. 面包板6. 连接线7. 电阻、电容等元件四、实验内容1. 反相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的输入端分别连接到输入电阻R1和地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到反相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成反相关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成反相关系，放大倍数为-10。
2. 同相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的同相输入端连接到输入电阻R1，反相输入端连接到地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到同相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成正比关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成正比关系，放大倍数为10。
3. 加法运算电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的反相输入端连接到地，同相输入端连接到两个输入电阻R1和R2，输出端连接到负载电阻R3，反馈电阻Rf与R1、R2并联后连接到同相输入端。
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 F O 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 R U 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 F O 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 RF U -= （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⎰+-=t C i U dt 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⎰-=-=t t RCE Edt RC t 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。
用运算放大器设计万用表(论文)
用运算放大器组成万用表摘要 (2)Abstract (3)一引言 (4)1.1 万用表的结构 (4)1.2 万用表的几个重要参数 (4)1.3 万用表特性说明 (5)二目的与意义 (6)2.1目的与意义 (6)2.2设计要求 (6)三基本原理 (6)3.1 运算放大器的工作原理 (6)3.2运算放大器调零电路原理 (8)3.3万用表工作原理及参考电路 (8)3.3.1直流电压表 (9)3.3.2直流电流表 (9)3.3.3 交流电压表 (10)3.3.4 交流电流表 (11)3.3.5 欧姆表 (11)四电压表的电路设计 (12)4.1总电路图 (13)4.2直流电流的测量结果及其电路图（A=1,B=0）： (13)4.3 交流电流的测量结果及其电路图（A=0，B=0）： (14)4.4 直流电压的测量结果及其电路图（A=1，B=1）： (15)4.5 交流电压的测量结果及其电路图（A=0，B=1）： (15)4.6欧姆表调试记录： (16)4.7以下是独立的几个图，分别是交流电压图、直流电压图、直流电流图和交流电流图 (17)五注意事项 (17)六心得体会 (18)七参考文献 (18)致 (19)摘要万用电表简称万用表或三用表，在国家标准中称作复用表。
万用电表实际上是一种可以进行多种项目测量的便携式仪器，主要用于测量电压、电流、电阻。
另外可粗略判断电容器、晶体三极管及二极管、集成电路等元器件的性能好坏。
在测量中，万用电表的接入因不影响被测电路原来的工作状态，这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的阻应为零。
但实际上，万用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100uA的表头，其阻约为1 K ，用它进行测量时将会影响被测量，会引起误差。
此外，交流电表中整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。
如果在万用电表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。
在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。
用运算放大器组成万用电表的设计
用运算放大器组成万用电表的设计与调试一、实验目的1、设计由运算放大器组成的万用电表2、组装与调试二、设计要求1、直流电压表满量程 +6V2、直流电流表满量程 10mA3、交流电压表满量程 6V，50Hz～1KHz4、交流电流表满量程 10mA5、欧姆表满量程分别为1KΩ，10KΩ，100KΩ三、万用电表工作原理及参考电路在测量中，电表的接入应不影响被测电路的原工作状态，这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。
但实际上，万用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100μA的表头，其内阻约为1KΩ，用它进行测量时将影响被测量，引起误差。
此外，交流电表中的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。
如果在万用电表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。
在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。
1、直流电压表图22－1为同相端输入，高精度直流电压表电原理图。
为了减小表头参数对测量精度的影响，将表头置于运算放大器的反馈回路中，这时，流经表头的电流与表头的参数无关，只要改变R一个电阻，就可进1行量程的切换。
130131图22－1 直流电压表表头电流I 与被测电压U i 的关系为 1iR U I应当指出：图22－1适用于测量电路与运算放大器共地的有关电路。
此外，当被测电压较高时，在运放的输入端应设置衰减器。
2、 直流电流表图22－2是浮地直流电流表的电原理图。
在电流测量中，浮地电流的测量是普遍存在的，例如：若被测电流无接地点，就属于这种情况。
为此，应把运算放大器的电源也对地浮动，按此种方式构成的电流表就可象常规电流表那样，串联在任何电流通路中测量电流。
图22－2 直流电流表132表头电流I 与被测电流I 1间关系为－I 1R 1＝（I 1－I ）R 2121)I R R (1I +=∴ 可见，改变电阻比（R 1／R 2），可调节流过电流表的电流，以提高灵敏度。
由运算放大器组成的万用电表的设计
由运算放大器组成的万用电表的设计已知：表头满偏电流为100μA ，内阻为1K Ω。
要求：用运算放大器构成万用表，可分别测量电阻，交直流电流和电压，量程要求为:1、直流电压表的量程为10V ；2、直流电流表的量程为10mA ；3、交流电压表的量程为10V ；4、交流电流表的量程 10mA ；5、欧姆表的量程为10K Ω.设计方法如下：由于磁电系测量机构具有灵敏度高、准确度高、刻度均匀等优点，所以模拟万用电表都采用磁电系表头作为指示器。
运算放大器具有放大倍数高、输入电阻大、输出电阻小等优点，由运算放大器构成的电压表内阻很大，电流表内阻很小，它们对测量结果的影响非常小；由运算放大器组成交流电流电压表能克服二极管的非线性影响；由运算放大器组成的欧姆表能做到刻度均匀。
10.5.1 直流电压表的设计1. 直流电压表电路图10-5为直流电压表电路图。
为了减小表头参数对测量精度的影响，将表头置于运算放大器的反馈回路中，这时流经表头的电流与表头的参数无关。
图10-5 直流电压表2. 确定电阻值当被测电压达到直流电压表量程时，表头指针达到满刻度偏转。
由P I RC R R U I +=1，得Ω===+k I U R R RC I P 1001.0101 改变P R ，可改变直流电压表量程。
10.5.2 直流电流表的设计1. 直流电流表电路图10-6为直流电流表电路图。
由于运算放大器的净输入电流为零，所以流过电流表的电流就是被测电流，即流过电流表的电流与其内阻无关。
由运算放大器构成的电流表使其内阻会大大降低。
图10-6 直流电流表2. 确定电阻值当被测电流达到直流电流表量程时，表头指针达到满刻度偏转。
由P C RC R R R I ＋＋fl RC fl RC x I I I I ⋅=+=，得Ω≈-=-=+1.1011.01010001RCx C P fl I I R R R 改变P R ，可改变直流电流表量程。
10.5.3 交流电压表的设计1. 交流电压表电路图10-7为交流电压表电路图。
简易万用表的设计
东北石油大学课程设计2012年6 月25日东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目简易万用表的设计专业测控技术与仪器姓名曾润学号100601240305主要内容：本课题主要设计由集成运放组成的简易数字万用表，实现多级量程的直流电压测量、交流电压测量、直流电流测量、电阻测量以及电容测量电路。
主要内容包括系统的设计原则、总体方案、单元电路的设计、参数计算、元器件的选择及系统概述等。
基本要求：(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)至少能测量电阻、电流和电压。
主要参考资料：[1]刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录[M].北京：高等教育出版社，1957.15-18.[2] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].自动化,2003.203-207[3] 郁汉琪,数字电子技术实验及课题设计.,北京:高等教育出版社,1995.150-153.[4] 康华光.电子技术基础:模拟部分. 北京:高等教育出版社,1988.104-107.[5] 常健生,检测与转换技术,机械工业出版社,2000年2月.56-579.[6] 阎石,数字电子技术基础,高等教育出版社,1998年12月.49-56.[7]万嘉若,林康运，电子线路基础，高等教育出版社,1986年3月.79-83.完成期限2012.6.25—2012.7.4指导教师路敬祎（副教授）曹广华（教授）2012年6 月25 日目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (3)2、参数计算 (5)3、器件选择 (8)四、系统硬件电路设计 (8)五、电路焊接练习 (9)1、两管闪光灯电路 (9)2、占空比和频率可调的脉冲发生器 (10)3、收音机 (11)六、总结 (13)参考文献 (14)简易万用表的设计一、设计要求(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)实现多级量程的直流电压测量，其量程范围是200mv、2v ,20v,200v和500v。
基于集成运算放大器的万用表设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 基于集成运算放大器的万用表设计初始条件：可选元件：运放可选用LM353 OP07等，表头可选用动圈式表头（例如100μA的表头，其内阻约为1KΩ），或者选用3 1/2数字表头；自制直流电源；自备元器件，如：电阻、电位器、电容若干。
可用仪器：示波器，信号源，毫伏表，万用表要求完成的主要任务:（1）设计任务根据已知条件，完成基于集成运放万用电表的设计、装配与调试。
（2）设计要求直流电压表满量程 +6V直流电流表满量程 10mA交流电压表满量程 6V，50Hz～1KHz交流电流表满量程 10mA欧姆表满量程分别为1KΩ，10KΩ，100KΩ选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：1、 2012年11月14日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、 2012年11月14日至2013年1月20日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3、 2013 年1月25日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 41 绪论 52.1设计的目的及主要任务 52.1.1设计的目的 52.1.2 设计任务及主要技术指标 52.2设计思想 63 设计原理 63.1 运算放大器的工作原理 63.2万用表工作原理及参考电路 73.2.1直流电压表 73.2.2直流电流表 83.2.3 交流电压表 83.2.4 交流电流表 93.2.5 欧姆表 104 总电路设计 115 硬件调试 116 心得体会 137 参考文献 14摘要本文从运算放大器电路的结构、原理出发，在查阅大量参考资料的前提下，在阐述运算放大器电路结构、原理的基础上,用运算放大器设计电路实现万用表的电路设计。
直流电流表交流电压表
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实验五 用集成运算放大器组成万用电表
三、实验原理 在测量中，电表的接入应不影响被测电路的原工作状
态，因此，就要求电压表具有无穷大的输入电阻，电
流表的内阻应为零。但实际上，电表表头的可动线圈 总是有一定的内阻，此外，交流电表中的整流二极管 的压降和非线性特性也会产生误差。如果采用集成运 算放大器组成电表，就能够大大减小这些误差，提高 测量精度。
表原理图。由于被测交流电压ui加在运算放大器的同相端，故有很高
的输入阻抗。又因为负反馈能减小反馈回路中的非线性影响，故把二 极管桥路和表头置于运算放大器的反馈回路中，以减小二极管本身非
线性的影响。
图5.3 交流电压表原理图
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实验五 用集成运算放大器组成万用电表
表头电流I与被测电压ui的关系为
3．交流电压表的安装与调试
按图5.3连接电路图，改变R1的电阻值，观察表头读 数，并自拟表格将实验数据记录于表格中。
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实验五 用集成运算放大器组成万用电表
4．交流电流表的安装与调试 按图5.4连接电路图，调整R1、R2的电阻比值，观察
压，使表头过载。有了D就可使输出钳位，防止表头过
载。调整R3，可实现满量程调节。
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实验五 用集成运算放大器组成万用电表
四、实验内容与步骤
1．直流电压表的安装与调试
(1) 按图5.1连接电路图，改变R1的电阻值，使直流电压在
三个量程中变化。 (2) 在输入端接入直流电压，分别测量三个量程的电压范围，
ui I R1
(5-4)
电流I全部流过桥路，其值仅与ui/R1有关，与桥路和表头参数
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。
运放设计万用表
表头电流 I 与被测电压 Ui 的关系为
应当指出：图 22-1 适用于测量电路与运算放大器共地的有关电路。此外，当被测电 压较高时，在运放的输入端应设置衰减器。 2.1.3 测直流电流原理 图 22-2 是浮地直流电流表的电原理图。在电流测量中，浮地电流的测量是普遍存在 的。例如：若被测电流无接地点，就属于这种情况。为此，应把运算放大器的电源也对地 浮动。 按此种方式构成的电流表就可像常规电流表那样， 串联在任何电流通路中测量电流。
电 子 线 路 课 程 设 计（ 报 告 ）
题目
用运算放大器设计万用表
系 别 物理与电子科学系 班 级 学生姓名 指导教师 日 期 xx
专 业 学 号 xx xx
电子科学与技术 050208xx
2010.6.25-2010.7.2
常熟理工学院课程设计（报告）
目录
一 题目要求与方案论证 .................................................................................................................................. 1 1.1（设计题题目）用运算放大器设计万用表 ......................................................................................... 1 1.1.1 题目要求 ..................................................................................................................................... 1 1.1.2 方
用运算放大器设计万用表论文
用运算放大器组成万用表摘要 (2)一引言 (3)1.1 万用表的结构 (3)1.2 万用表的几个重要参数 (3)1.3 万用表特性说明 (4)二目的及意义 (5)2.1目的及意义 (5)2.2设计要求 (5)三基本原理 (5)3.1 运算放大器的工作原理 (5)3.2运算放大器调零电路原理 (7)3.3万用表工作原理及参考电路 (8)3.3.1直流电压表 (8)3.3.2直流电流表 (8)3.3.3 交流电压表 (9)3.3.4 交流电流表 (10)3.3.5 欧姆表 (10)四电压表的电路设计 (11)4.1总电路图 (11)4.2直流电流的测量结果及其电路图（A=1,B=0）： (12)4.3 交流电流的测量结果及其电路图（A=0，B=0）： (13)4.4 直流电压的测量结果及其电路图（A=1，B=1）： (14)4.5 交流电压的测量结果及其电路图（A=0，B=1）： (14)4.6欧姆表调试记录： (15)4.7以下是独立的几个图，分别是交流电压图、直流电压图、直流电流图和交流电流图 (16)五注意事项 (16)六心得体会 (16)摘要万用电表简称万用表或三用表，在国家标准中称作复用表。
万用电表实际上是一种可以进行多种项目测量的便携式仪器，主要用于测量电压、电流、电阻。
另外可粗略判断电容器、晶体三极管及二极管、集成电路等元器件的性能好坏。
在测量中，万用电表的接入因不影响被测电路原来的工作状态，这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。
但实际上，万用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100uA的表头，其内阻约为1 K ，用它进行测量时将会影响被测量，会引起误差。
此外，交流电表中整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。
如果在万用电表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。
在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。
运算放大器电路性能的优劣直接影响到万用表的性能。
集成运算放大器的基本应用实验报告
集成运算放大器的基本应用实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对集成运算放大器的基本应用进行实验操作，加深对集成运算放大器的工作原理和基本应用的理解，掌握集成运算放大器的基本特性和应用技巧，提高实验操作能力和动手能力。
二、实验仪器与设备。
1. 集成运算放大器实验箱。
2. 示波器。
3. 直流稳压电源。
4. 电阻、电容等元器件。
5. 万用表。
6. 示波器探头。
三、实验原理。
集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种高增益、直流耦合的差动放大器，具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定、频率响应宽等特点，广泛应用于模拟电路中。
在本实验中，我们将学习集成运算放大器的基本特性和应用技巧，包括集成运算放大器的基本参数、基本电路和基本应用。
四、实验内容。
1. 集成运算放大器的基本参数测量。
a. 输入失调电压的测量。
c. 增益带宽积的测量。
2. 集成运算放大器的基本电路实验。
a. 非反相放大电路。
b. 反相放大电路。
c. 比较器电路。
d. 电压跟随器电路。
3. 集成运算放大器的基本应用实验。
a. 信号运算电路。
b. 信号滤波电路。
c. 信号调理电路。
五、实验步骤。
1. 连接实验仪器与设备，按照实验要求进行电路连接。
2. 分别测量集成运算放大器的输入失调电压、输入失调电流和增益带宽积。
3. 搭建集成运算放大器的基本电路，观察输出波形并记录实验数据。
4. 进行集成运算放大器的基本应用实验，观察输出波形并记录实验数据。
六、实验数据与分析。
1. 输入失调电压测量数据。
输入失调电压，0.5mV。
平均输入失调电压，0.55mV。
2. 输入失调电流测量数据。
输入失调电流，10nA。
输入失调电流，12nA。
平均输入失调电流，11nA。
3. 增益带宽积测量数据。
增益带宽积，1MHz。
4. 实验数据分析。
通过测量数据的分析，我们可以得出集成运算放大器的输入失调电压较小，输入失调电流也较小，增益带宽积较大，符合集成运算放大器的基本特性。
集成运算放大器实验报告
集成运算放大器实验报告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。
当1f R R =时，o i υυ=-，电路成为反相器。
合理选择1f R R 、的比值，可以获得不同比例的放大功能。
反相比例运算电路的共模输入电压很小，带负载能力很强，不足之处是它的输入电阻为1i R R =，其值不够高。
为了保证电路的运算精度，除了设计时要选择高精度运放外，还要选择稳定性好的电阻器，而且电阻的取值既不能太大、也不能太小，一般在几十千欧到几百千欧。
为了使电路的结构对称，运放的反相等效输入电阻应等于同相等效输入电阻，R R +-=,图2.4.3（a ）中，应为1//P f R R R =，电阻称之为平衡电阻。
(a) 反相比例运算电路 (b) 同相比例运算电路图2.4.3 典型的比例运算电路图2.4.3（b ）示出了典型的同相比例运算电路。
其输出输入电压之间的关系为 1(1)f o i i R A R υυυυ==+2.4.2由该式知，当0f R =时，o i υυ=，电路构成了同相电压跟随器。
同相比例运算电路的最大特点是输入电阻很大、输出电阻很小，常被作为系统电路的缓冲级或隔离级。
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。
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一、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原理和应用技巧，加深对集成运算放大器的理解，提高实际操作能力。
二、实验仪器与设备。
1. 集成运算放大器实验箱。
2. 直流稳压电源。
3. 示波器。
4. 信号发生器。
5. 电阻、电容等元件。
6. 万用表。
7. 示波器探头。
三、实验原理。
集成运算放大器是一种高增益、直流耦合的差分输入、单端输出的电子放大器，具有很多种应用。
在本实验中，我们主要探讨集成运算放大器的非反相放大电路和反相放大电路的应用。
1. 非反相放大电路。
非反相放大电路是指输入信号与反馈信号同相，通过调节反馈电阻和输入电阻的比值，可以实现不同的放大倍数。
在本实验中，我们将通过调节电阻的数值，观察输出信号的变化，从而验证非反相放大电路的工作原理。
2. 反相放大电路。
反相放大电路是指输入信号与反馈信号反相，同样可以通过调节电阻的数值，实现不同的放大倍数。
在本实验中，我们将通过改变输入信号的频率和幅度，观察输出信号的变化，从而验证反相放大电路的工作原理。
四、实验步骤。
1. 连接电路。
根据实验要求，连接非反相放大电路和反相放大电路的电路图，接通电源。
2. 调节参数。
通过调节电阻的数值，观察输出信号的变化，记录不同放大倍数下的输入输出波形。
3. 改变输入信号。
改变输入信号的频率和幅度，观察输出信号的变化，记录不同条件下的输入输出波形。
4. 数据处理。
根据实验数据，计算不同条件下的放大倍数，绘制相应的放大倍数曲线。
五、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和处理，我们得出了非反相放大电路和反相放大电路在不同条件下的放大倍数曲线。
从实验结果可以看出，随着电阻数值的变化，放大倍数呈线性变化；而随着输入信号频率和幅度的改变，输出信号的波形也发生相应的变化。
六、实验总结。
通过本次实验，我们深入理解了集成运算放大器的基本原理和应用技巧，掌握了非反相放大电路和反相放大电路的工作原理。
用运放设计万用表
用运放设计万用表摘要本文根据一种基于AT89S51单片机的智能型数字式万用表来完成设计,该系统采用MC14433——3 1/2位A/D转换器和LED数码显示，可以测量电压、电流和电阻，并且具有键盘选择测量对象、量程和自动量程转换功能。
关键词：A/D转换器，单片机，转换电路，模拟开关AbstractThis paper according to A based on AT89S51 of intelligent digital multimeters to complete the design, this system USES MC14433-3 1/2 an A/D converter and LED digital display, can measure voltage, current and resistance, and has the keyboard choose objects, automatic measurement range and range conversion function.Key W ords：A/D converter，SCM，converting circuit，analog switch目录摘要 0Abstract (1)第1章前言 (2)1.1设计目标 (2)1.2 数字万用表简介 (2)1.3运算放大器原理与发展史 (3)运算放大器发展历史 (3)运算放大器的工作原理 (3)1.4 单片机发展与应用 (4)1.5 S51单片机 (5)1.5.1、AT89S52芯片功能特性描述 (5)1.5.2 引脚功能 (6)1.6 MC14433功能 (8)1.6.1MC14433介绍 (8)1.6.2 MC14433引脚功能 (9)第2章智能型数字式用表设计原理 (12)2.1 系统设计方框图 (12)2.2 系统设计方案 (12)第3章智能型数字式万用表硬件设计 (14)3.1 A/D转换电路 (14)3.2 直流电压测量电路 (16)3.3 交流/直流转换电路 (18)3.4 电流/电压转换电路 (18)3.5 电阻/电压转换电路 (19)3.6 单片机控制与显示电路 (20)3.7 总电路图 (21)3.8自动量程转换模块 (22)第4章智能型数字式万用表软件设计 (23)4.1 程序流程图 (23)4.2 程序源代码 (23)第5章智能型数字式万用表系统测试 (24)5.1电压测量过程流程图： (24)5.2电流的测量过程流程图： (25)5.3电阻的测量过程流程图： (26)结论 (27)致谢词 (28)参考文献 (28)附录 (29)附录A：程序源代码 (29)第1章前言1.1设计目标1、测量对象、范围及误差范围：电压 DC：0~200V 误差<±1 %±2个字 AC：0.2~20V 误差<±2 %±2个字电流 DC：0~500mA 误差<±2 %±2个字电阻0~200KΩ误差<±3 %±2个字2、采用LED数码显示，分辨率优于0.05%，具有符号判别和过量程显示3、直流电压档最小输入阻抗≥1MΩ。
集成运算放大电路实验报告
集成运算放大电路实验报告浙大电工电子学实验报告实验十二集成运算放大器及应用(一)模拟信号运算电路课程名称：指导老师：实验名称：集成运算放大器及应用(一)实验报告一、实验目的1.了解集成运算放大器的基本使用方法和三种输入方式。
2.掌握集成运算放大器构成的比例、加法、减法、积分等运算电路。
二、主要仪器设备1.MDZ-2型模拟电子技术实验箱2.实验板及元器件3.直流稳压电源4.万用表三、实验内容在实验中，各实验电路的输入电压均为直流电压，并要求大小和极性可调。
因此在实验箱中安放了电位器，并与由集成运算放大器构成的电压跟随其联结，如图12-7所示。
当在电位器两端分别加+5V和-5V电源电压时，调节电位器就可在集成运算放大器构成的跟随器的输出端得到稳定而可调的正、负直流电压，此电压即作为各实验电路的输入电压。
图12-7 1.同相输入比例运算图12-1按图12-1接线，输入端加直流电压信号Ui，适当改变Ui，分别测量相应的Uo值，记入表12-1中，并2.加法运算图12-2按图12-2电路接线，适当调节输入直流信号Ui1和Ui2的大小和极性，册书Uo，计入表12-2。
表12-23.减法运算图12-4按图12-4电路完成减法运算，并将结果记入表12-4。
表12-44.积分运算图12-5按图12-5电路连接(注意：电路中的电容C是有极性的电解电容，当Ui为负值时，Uo为正值，电容C的正极应接至输出端；如Ui为正值时，则接法相反)。
将Ui预先调到-0.5V，开关S合上(可用导线短接)时，电容短接，保证电容器五初始电压，Uo=0。
当开关S断开时开始计时，每隔10秒钟读一次Uo，记入表12-5，直到Uo不继续明显增大为止。
表12-5(Ui=-0.5V)四、实验总结1.画出各实验电路图并整理相应的实验数据及结果。
实验电路图已在上文中画出，下面处理实验数据。
(1).同相输入比例运算作Ui-Uo图如下：(2).加法运算作Ui1-Ui2-Uo图如下：(3).减法运算作Ui1-Ui2-Uo图如下：(4).积分运算作T-Uo图如下：2.总结集成运放构成的各种运算电路的功能。
使用运算放大器组成万用电表的设计与调试（精品）
用运算放大器组成万用电表的设计
一、实验目的
（1）综合利用所学的知识，根据设计要求设计由运算放大器、二极管整流电路及电流表组成的万用表电路图，搭出实际电路并组装调试，提高实验综合能力与实际动手能力。
（2）熟悉万用表各常见功能的测试电路原理及方法。
（3）进一步体会运算放大器的应用，了解其优势。
二、设计要求
1.直流电压表满量程+30V
2.直流电流表满量程50mA
3.交流电压表满量程30V，50Hz～1KHz
4.交流电流表满量程50mA
5.欧姆表满量程分别为1KΩ，10KΩ，100KΩ
三、万用电表工作原理及参考电路
1、直流电压表
2、直流电流表
4、欧姆表
四、实验元、器件选择
1.运算放大器 LM324N
2.电阻器均采用1/4W的金属膜电阻器
3.整流二极管 MDA990-6
五、心得体会
通过此次模拟电路设计实验，让我更加了解了模拟电路的真正用处，所谓“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，我在设计中，翻阅了大量资料，也上网百度了不少知识，然后自己开始摸索着画电路图，难度还是不小的，百度出来的图有些事错的，我自己翻书查资料，自己构思画电路图。
此次之后，我对multisim这个软件更加熟悉，为以后模拟电路打下了扎实的基础。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 基于集成运算放大器的万用表设计初始条件：可选元件：运放可选用LM353 OP07等，表头可选用动圈式表头（例如100μA的表头，其内阻约为1KΩ），或者选用3 1/2数字表头；自制直流电源；自备元器件，如：电阻、电位器、电容若干。
可用仪器：示波器，信号源，毫伏表，万用表要求完成的主要任务:（1）设计任务根据已知条件，完成基于集成运放万用电表的设计、装配与调试。
（2）设计要求①直流电压表满量程+6V直流电流表满量程10mA交流电压表满量程6V，50Hz～1KHz交流电流表满量程10mA欧姆表满量程分别为1KΩ，10KΩ，100KΩ②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：1、2012 年11月14日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、2012 年11月14日至2013年1月20日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3、2013 年1月25日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (4)1 绪论 (5)2.1设计的目的及主要任务 (5)2.1.1设计的目的 (5)2.1.2 设计任务及主要技术指标 (5)2.2设计思想 (6)3 设计原理 (6)3.1 运算放大器的工作原理 (6)3.2万用表工作原理及参考电路 (7)3.2.1直流电压表 (7)3.2.2直流电流表 (8)3.2.3 交流电压表 (8)3.2.4 交流电流表 (9)3.2.5 欧姆表 (10)4 总电路设计 (11)5 硬件调试 (11)6 心得体会 (13)7 参考文献 (14)摘要本文从运算放大器电路的结构、原理出发，在查阅大量参考资料的前提下，在阐述运算放大器电路结构、原理的基础上,用运算放大器设计电路实现万用表的电路设计。
通过仿真与实际电路性能指标的测试、分析、比较,总结出了直流电压、电流表，交流电压、电流表，以及欧姆表的电路图，最后进行实物的装配与调试。
关键词：运算放大器；万用表；小信号放大。
1 绪论万用电表简称万用表。
它是一种多量程和多电量的测量仪表，一般情况以测量电流、电压和电阻为主要目标，所以习惯叫三用表。
普通的模拟电表，常以电磁式电流表（又称表头）作为指示器，它具有灵敏度高、准确度高、刻度线性以及受外磁场和温度影响小等优点，但其性能还不能达到较为理想的程度。
在某些测量电路中，要求电压表有很高的内阻，而电流表的内阻却很低。
将集成运算放大器与电磁式电流表结合，可构成性能优良的电子测量仪表。
此外，通过万用表的组装，能够进一步熟悉万用表的结构、工作原理和使用方法，了解电路理论的实际应用，掌握仪表的装配和调试工艺，提高实际操作技能。
2 设计内容及要求2.1设计的目的及主要任务2.1.1设计的目的①了解万用表的基本工作原理及其相关组成部分；②掌握用运算放大器组成万用表的设计方法；③掌握万用表的主要技术指标和调试方法。
2.1.2 设计任务及主要技术指标①直流电压表满量程+6V直流电流表满量程10mA交流电压表满量程6V，50Hz～1KHz交流电流表满量程10mA欧姆表满量程分别为1KΩ，10KΩ，100KΩ②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
2.2设计思想主要是用运算放大器构成各种简单仪表电路（包括直流电压表电路、直流电流表电路、交流电压表电路、交流电流表电路、欧姆表电路），然后通过仿真软件分别对各个独立的电路进行仿真，接着就是用食物对各个独立的电路进行调试，确认无误后画出整体电路图，最后进行整体电路的焊接与调试。
3 设计原理3.1 运算放大器的工作原理运算放大器具有两个输入端和一个输出端，如图3-1所示，其中标有“+”号的输入端为“同相输入端”，另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”，如果先后分别从这两个输入端输入同样的信号，则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号：输出端输出的信号与同相输人端的信号同相，而与反相输入端的信号反相。
图3-1运算放大器所接的电源可以是单电源的，也可以是双电源的，如图3-2所示。
图3-2运算放大器有如下两个特点：①输入端电压趋于零，可做“虚短”、“虚地”处理。
②输入端子电流趋于零，可做“虚断”处理。
本次设计涉及到两种运放：uA741 ，LM324。
单运放uA741 四运放LM3243.2万用表工作原理及参考电路在测量中，电压表或者电流表的接入应不影响被测电路的原工作状态，这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。
但实际上，万用表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100μA 的表头，其内阻约为1K Ω，用它进行测量时将影响到被测量，从而引起误差。
此外，交流表中的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。
如果在万用表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。
在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。
3.2.1直流电压表图1为同相端输入，高精度直流电压表电原理图。
图1 直流电压表表头电流I 与被测电压U i 的关系为: 1i R U I=6V 6kΩ =1mA3.2.2直流电流表图2是浮地直流电流表的电原理图。
在电流测量中，浮地电流的测量是普遍存在的，例如：若被测电流无接地点，就属于这种情况。
为此，应把运算放大器的电源也对地浮动，按此种方式构成的电流表就可像常规电流表那样，串联在任何电流通路中测量电流。
表头电流I 与被测电流I 1间关系为: －I 1R 1＝（I 1－I ）R 2121)I R R (1I +=∴=(1+1kΩ1kΩ)*10mA=20mA可见，改变电阻比（R 1／R 2），可调节流过电流表的电流，以提高灵敏度。
如果被测电流较大时，应给电流表表头并联分流电阻。
图2 直流电流表3.2.3 交流电压表运算放大器、 二极管整流桥和直流毫安表组成的交流电压表如图3所示。
被测交流电压Ui 加到运算放大器的同相端，故有很高的输入阻抗，又因为负反馈能减小反馈回路中的非线性影响，故把二极管桥路和表头置于运算放大器的反馈回路中，以减小二极管本身非线性的影响。
表头电流I 与被测电压U i 的关系为1iR U I =*0.9图3交流电压表电流I 全部流过桥路，其值仅与U i ／R 1有关， 与桥路和表头参数（如二极管的死区等非线性参数）无关。
表头中电流与被测电压u i 的全波整流平均值成正比，若u i 为正弦波，则表头可按有效值来刻度。
被测电压的上限频率决定于运算放大器的频带和上升速率。
3.2.4 交流电流表图4 交流电流表图4为浮地交流电流表，表头读数由被测交流电流i 的全波整流平均值I 1AV决定，即1AV 21)I R R (1I += 如果被测电流I 1为正弦电流，即I ＝2I 1sin ωt ，则上式可写为121)I R R 0.9(1I +==0.9*2*10mA=18mA 则需在表头两端并联电阻分流。
3.2.5 欧姆表图5 欧姆表在此电路中，运算放大器改用单电源供电，被测电阻R X 跨接在运算放大器的反馈回路中，同相端加基准电压Up 。
∵I 1＝I XUp R1=Uo−Up Rx即Rx=R1Up (Uo -Up ) 流经表头的电流I=Uo−Up Rm由上两式消去(Uo －Up) 可得 I=UpRx R1Rm可见，电流I 与被测电阻成正比，而且表头具有线性刻度，改变R 1值，可改变欧姆表的量程。
这种欧姆表能自动调零，当R X ＝0时，电路变成电压跟随器，Uo=Up ，故表头电流为零，从而实现了自动调零。
二极管D （1N4148）起保护电表的作用，如果没有D ，当R X 超量程时，特别是当R X →∞，运算放大器的输出电压将接近电源电压，使表头过载。
有了D 就可使输出钳位，防止表头过载。
调整R 2，可实现满量程调节。
4 总电路设计下图为设计的总的电路图：说明：①1mA表头的+、-极通过杜邦线与电路图中对应的+、-相连，起到了开关的作用。
②++表示待测源的正极，待测源的负极一般接地。
③图中左上角为直流电压表，左下角为直流电流表，右上角为交流电压电流表，右下角为欧姆表。
5 硬件调试由于电阻，表头都不是十分精确，所以在电路图焊接中将不分电阻改为滑动变阻器，便于调整。
还有电流表电路中表头两端并联了滑动变阻器分流（如总电路图所示）。
经测试各个表基本能实现各自的功能，即电压表能测量6V以内的电压，电流表能测量10mA的电流，欧姆表能实现1k、10k、100k三个档位的切换。
以下为测试数据:测试数据表格6 心得体会不管怎样模电课程设计终于要在此告一段落了,这期间的感触颇多,收获也不少。
还记得刚开始选题时的兴高采烈,面对失败的迷惘沮丧,以及初尝胜果时的信心重回,不得不承认整个过程波澜起伏。
就“基于集成运算放大器的万用表设计”这个选题而言,据我所知我们电子专业只有我和另一名同学选取,所以商量讨论的人不多。
其次这个选题在网络上的资料也相当少, 也就发现了一套参考资料，所以从一开始设计就举步维艰。
然后这也是第一次做这样设计能力与动手能力都要求较高的课程设计，对很多过程都没有经验，也导致出现了很多失败。
比如，过分依赖仿真软件，忽略了理论与实际的差距，在调和各电路的仿真后，就埋头设计总电路，再紧接着焊接，焊接过程也没有注意分块调试，一股脑的焊接完成后却发现没有一个表能正常工作，又重新检查电路图，检查焊接电路，最终因为设计的总电路设计太复杂，也没有检测出问题，接着就是苦恼迷惘。
好在硬件查收的时候受到了老师的指点与鼓励，又重新开始从头做起。
重新开始我吸取了上一次的经验，在元器件选择方面用LM324替代了uA741,将表头单独隔开作为开关使用，这样大大简化了总电路图；在焊接方面也注意了分块调试。
最终实现了万用表的基本功能。
通过这次课程设计让我懂得了理论与实际操作之间的差距,也让我体会到了模电理论知识的使用性,发现了自身知识的不足,积累了课程设计的经验。
最后对指导老师在设计过程中的辅导表示由衷的感谢。
7 参考文献[1]杨柳，陈映芳.浅析万用表的设计、安装与调试实训中的问题及其解决方法.《南方职业教育学刊》，2012年04期[2]康华光. 电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2006.1.[3]蔡立英. 指针式万用表测量技巧及使用方法. 电子工业出版社，2008.[4]钟绍实. 电工与电子技学. 化学工业出版社，2009.本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日。