运算放大电路实验报告解析

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18-4班

姓名：***

学号：**********

实验目的

1.通过实验，进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。

2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。

3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。

集成运算放大器放大电路概述

集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导

体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、

二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路

制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各

种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，

故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟

信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情

况下，已经取代了分立元件放大电路。

反相比例放大电路

输入输出关系: i o V R R V 12-=i R o V R R V R R V 1

212)1(-+=

输入电阻:Ri=R1

反相比例运算电路

反相加法运算电路

反相比例放大电路仿真电路图

压输入输出波形图

同相比例放大电路

输入输出关系: i o V R R V )1(12+=R o V R R V R R V 1

2i 12)1(-+=

输入电阻:Ri=∞

输出电阻:Ro=0

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，Au=-5V，Rf=10KΩ，供电电压为±12V。

（2）输入f=1kHz、ui=100mV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ui=30mV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f=1kHz、ui=100mV的正弦交

流信号时测得输入与输出反相，且放大倍数Au=-4.87，而

理论值为-5，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1k 并联的

实验电路实际上让ui1小于1V

4.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1MΩ改到20kΩ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，因此减小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。

实际应用积分电路时，由于运算放大器的输入失调电压、输入偏置电流和失调电流的影响，会出现积分误差；此外，积分电容的漏电流也是产生积分误差的原因之一。

积分器输入方波信号，输出三角波信号的幅度大小受积分时间常数和输入信号的频率制约。通过这个实验，验证了已经学过的简单模电知识，而且锻炼了动手能力真正实验的时候也有很多问题，比如说线接错了，示波器用的不到位，示波器输出波形不理想等等，简单的理论放到实际操作中就会出现这样那样的问题。看来学习这东西，不仅需要理论，更需要实践，特别是对于我们这种工科