集成运算放大器的基本运算电路
集成运算放大器是一种常用的电子元件，它可以实现多种基本运算电路，如放大、求和、差分、积分等。在电子电路设计中，集成运算放大器被广泛应用，可以用于信号放大、滤波、比较、控制等方面。
放大电路是集成运算放大器最常见的应用之一。放大电路可以将输入信号放大到所需的幅度，以便于后续处理。在放大电路中，集成运算放大器的输入端连接输入信号，输出端连接负载电阻，通过调节反馈电阻的大小，可以实现不同的放大倍数。放大电路可以应用于音频放大、信号放大等方面。
求和电路是另一种常见的基本运算电路。求和电路可以将多个输入信号相加，输出它们的和。在求和电路中，集成运算放大器的多个输入端连接不同的输入信号，输出端连接负载电阻，通过调节反馈电阻的大小，可以实现不同的加权系数。求和电路可以应用于信号处理、控制等方面。
差分电路是一种将两个输入信号相减的电路。在差分电路中，集成运算放大器的两个输入端分别连接两个输入信号，输出端连接负载电阻，通过调节反馈电阻的大小，可以实现不同的差分系数。差分电路可以应用于信号处理、比较等方面。
积分电路是一种将输入信号进行积分的电路。在积分电路中，集成
运算放大器的输入端连接输入信号，输出端连接电容，通过调节反馈电阻和电容的大小，可以实现不同的积分系数。积分电路可以应用于信号处理、滤波等方面。
集成运算放大器的基本运算电路包括放大、求和、差分、积分等，它们在电子电路设计中有着广泛的应用。在实际应用中，需要根据具体的需求选择不同的基本运算电路，并进行合理的电路设计和调试，以实现所需的功能。
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。
1) 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。 在t<<τ2（τ2=R2C）的条件下，若V S为常数，则V O与t将近似成线性关系。因此，当V S为方波信号并满足T P<<τ2时（T P为方波半个周期时间），则V O将转变为三角波，且方波的周期越小，三角波的线性越好，但三角波的幅度将随之减小。 1) 连接积分电路，加入方波信号（幅度？）。 2) 选择频率，使T P <<τ2，用示波器观察输出和输入波形，记录线性情况和幅度。 3) 改变方波频率，使T P ≈τ2，观察并记录输出波形的线性情况和幅度的变化。 4) 改变方波频率，使T P >>τ2，观察并记录输出波形的线性情况和幅度的变化。 4.同相比例运算电压传输特性 同相比例运算电路同反相加法运算电路，其特点是输入电阻比较大，电阻R’的接入同样是为了消除平均偏置电流的影响，故要求R’=R1//R F。 1) 连接同相比例运算电路。 2) 静态测试：输入接地，保证零输入时为零输出。 3) 加入正弦波，用示波器观察输入和输出波形，验证电路功能。 4) 用示波器测出电压传输特性：示波器选择XY显示模式，选择适合的按钮设置。 5) 适当增大输入信号，使示波器显示整个电压传输特性曲线（即包含线性放大区和饱和区）。
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 R U 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 O O U U 图8—1 图8—2
2)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 R U 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。 4)差动放大器电路(减法器) 对于图8—4所示的减法运算电路，当R 1=R 2，R 3=R F 时，有如下关系式 i F O U R R U ???? ??+=11 R 2 = R 1‖R F O U U O (a) (b) 图8—3
集成运算放大电路组成 以集成运算放大电路组成为标题，我们将会探讨什么是集成运算放大电路，以及其组成和作用。 一、什么是集成运算放大电路？ 集成运算放大电路（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种重要的电子元件，它是一种高增益电压放大器。它具有两个输入端（非反相输入端和反相输入端）、一个输出端和一个电源端。OP-AMP的输出和输入之间通过一组电阻、电容等元件连接。通过选择不同的连接方式和元件参数，可以实现不同的功能。 二、集成运算放大电路的组成 1. 差分放大器 差分放大器是集成运算放大电路的基本组成部分，它由两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端组成。差分放大器可以将输入信号的差值放大并输出，其增益可由外部电阻确定。差分放大器的主要作用是实现信号的放大和增益控制。 2. 输入级 输入级是集成运算放大电路的另一个重要组成部分，它负责对输入信号进行放大和滤波。输入级通常由一个差分放大器和一个滤波电
路组成。滤波电路可以通过选择不同的电容和电阻值来实现不同的滤波效果，用于去除输入信号中的杂散噪声和干扰信号。 3. 输出级 输出级是集成运算放大电路的输出部分，它负责将放大后的信号输出给外部电路。输出级通常由一个电流源和一个输出电阻组成。电流源用于提供稳定的输出电流，输出电阻则用于匹配负载电阻，以达到最大功率传递。 4. 反馈网络 反馈网络是集成运算放大电路中非常重要的部分，它通过将一部分输出信号反馈到输入端，来控制输出信号的增益和稳定性。反馈网络可以是正反馈或负反馈。正反馈会增加电路的放大倍数，但也会引入不稳定因素；负反馈则可以提高电路的稳定性和线性度。 三、集成运算放大电路的作用 1. 信号放大 集成运算放大电路主要作用是将输入信号放大到所需的幅度。通过选择合适的电阻和电容参数，可以控制放大倍数，从而满足不同的应用需求。 2. 滤波
集成运算放大器（以后简称集成运放）是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多 级直接耦合放大电路。它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，下图所示为 集成运放的内部电路组成框图。图中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差动放 大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个 输人端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成。输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器构成，以降 低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有一些辅 助环节。如电平移动电路，过载保护电路以及高频补偿电路等。 一个简单运算放大器的原理电路如下图a所示。VT 1、VT 2 组成差动放大电路，信号由 双端输入，单端输出。为了提高整个电路的电压增益，电压放大级由VT 3、VT 4 组成复合管 共射极电路。由VT 5、VT 6 组成两级电压跟随器而构成电路的输出级，它不仅可以提高带负 载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压u id =u i1 -u i2 为零时，输出 电压u o ＝0和二极管VD组成低电压稳压电路以供给VT 9 的基准电压，它与VT 9 一起构成电 流源电路以提高VT 5 的电压跟随能力。由此可见，运算放大器有两个输入端（即反相输入端1和同相输入端2），与一个输出端3。与此相对应，在下图b中画出了运算放大器的图形符号，其中反相输人端用“－”表示，同相输人端用“＋”表示。该器件外端输入、输出相应地用N、P和0表示。 下面以741型集成电路运算放大器作为模拟集成电路的典型例子，其原理电路如下图a所示。该电路由输入级、偏置电路、中间级和输出级组成。图b是简化电路。 （1）偏置电路741型集成运放由24个晶体管、10个电阻和一个电容所组成。在体积小的条件下，为了降低功耗以限制温升，必须减小各级的静态工作电流，故采用微电流源电路。 如图a所示，由＋V CC →VT 12 →R 5 →VT 11 →- V EE 构成主偏置电路，决定偏置电路的基准电 流I REF 。主偏置电路中的VT 11 和VT 10 组成微电流源电路（I REF ≈I C11 ），由I C10 供给输入级中 VT 2、VT 4 的偏置电流，且I C10 远小于I REF 。 VT 8 和VT 9 为一对横向PNP型晶体管，它们组成镜像电流源（I E8 ＝I E9 ），供给输入级 VT 1、VT 2 的工作电流（I E8 ≈I C10 ），这里I E9 为I E8 ：的基准电流。于是I C1 =I C2 =（1＋2／β）
第六章集成运放组成的运算电路一、教学要求 知识点教学要求学时掌握理解了解 运算电路的分析方法√ 基本运算电路的结构及工作原理√ 对数和反对数运算电路的工作原理√ 模拟乘法器工作原理√基本应用电路及分析方法√ 运放使用中的几个问题选型、调零、消振和保护√运算电路的误差分析√ 二、重点和难点 本章的重点是： 基本运算电路的结构、工作原理和分析方法，模拟乘法器的基本应用电路及分析方法。 本章的难点是： 模拟乘法器的工作原理，实际运算放大器运算电路的误差分析。 三、教学内容 6.1运算电路的分析方法 由于运算放大器的增益很高，引入负反馈后很容易满足深度负反馈条件，可实现性能优越的各种数学运算电路。为了突出基本概念，减少复杂的计算，在分析各种运算电路时，将集成运放视为理想器件。 1．理想运放的特性 和都趋向无限大，并且、、和均等于零，其它参数也不考虑，这就是理想运算放大器。 2．运放的工作状态 在运算电路中，由于电路引入深度负反馈，运放工作在线性状态。当输入信号过大时，输出信号受直流电源电压的限制，将会出现非线性失真。 3．虚短、虚断和虚地 对于工作在线性区的运放，下述两条重要结论普遍适用，也是分析运放应用电路的基本出发点。 虚短——运放两个输入端之间的电压差近似等于零。 虚断——流入运放输入端的电流近似等于零。 当信号从反相输入端输入，且同相输入端的电位等于零时，“虚短”的结论可引深为反相输端为“虚地”的结论。 4．分析计算方法 对纯电阻和运放组成的电路，利用虚短和虚断的结论和求解线性电路的方法，直接求解输出与输入的关系。 对于含有电容和电感的复杂运算电路，可运用拉氏变换，先求出电路的传递函数，再进行拉氏反变换后得出输出与输入的函数关系。 6.2基本运算电路 基本运算电路包含比例、加法、减法、积分和微分运算电路，其输入输出函数呈线性关系，也称为线性运算电路。
一：比例运算电路定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。（按输入信号加入不同的输入端分）比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式(1)反向比例电路输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示:输出特性：因为：，所以：从上式我们可以看出：Uo与Ui是比例关系，改变比例系数，即可改变Uo的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反。反向比例电路的特点： 一：比例运算电路 定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。 分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。（按输入信号加入不同的输入端分） 比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式 (1)反向比例电路输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示: 输出特性：因为：， 所以： 从上式我们可以看出：Uo与Ui是比例关系，改变比例系数，即可改变Uo的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反。 反向比例电路的特点： (1)反向比例电路由于存在"虚地",因此它的共模输入电压为零.即:它对集成运放的共模抑制比要求低 (2)输入电阻低:r i=R1.因此对输入信号的负载能力有一定的要求. (2)同相比例电路 输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示: 输出特性：因为：（虚短但不是虚地）；；
所以： 改变R f/R1即可改变Uo的值，输入、输出电压的极性相同 同相比例电路的特点： (1)输入电阻高；(2)由于(电路的共模输入信号高)，因此集成运放的共模抑制比要求高 (3)差动比例电路 输入信号分别加之反相输入端和同相输入端,电路图如图(3)所示: 它的输出电压为： 由此我们可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算。二：和、差电路 (1)反相求和电路 它的电路图如图(1)所示:（输入端的个数可根据需要进行调整）其中电阻R'为: 它的输出电压与输入电压的关系为： 它可以模拟方程：。它的特点与反相比例电路相同。它可十
实验13 集成运放组成的基本运算电路 一、实验目的： 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。 3．掌握在放大电路中引入负反馈的方法。 二、实验内容 1．实现两个信号的反相加法运算。 2．实现同相比例运算。 3．用减法器实现两信号的减法运算。 4．实现积分运算。 5．用积分电路将方波转换为三角波。 三、实验准备 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υS 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．在图9.30所示积分运算电路中，当选择υI ＝0.2V 时，若用示波器观察υO （t ）的变化轨迹，并假定扫速开关置于“1s/div ”，Y 轴灵敏度开关置于“2V/div ”，光点一开始位于屏幕左上角，当开关S 2由闭合转为打开后，电容即被充电。试分析并画出υO 随时间变化的轨迹。 四、实验原理与说明 由集成运放、电阻和电容等器件可构成比例、加减、积分、微分等模拟运算电路。在这些应用中，须确保集成运放工作在线性放大区，分析时可将其视为理想器件，从而得出输入输出间的运算表达式。下面介绍几种常用的运算电路： 1．反相加法运算 电路如图9.27所示，其输入与输出之间的函数关系为： ) ( 22 11 I f I f O v R R v R R v + -= 图9.27 反相加法运算电路 通过该电路可实现信号υI1和υI2的反相加法运算。为了消除运放输入偏置电流及其漂移造成的运算误差，须在运放同相端接入平衡电阻R 3，其阻值应与运放反相端的外接等效电阻相等，即要求R 3= R l ∥R 2∥R f 。 实验时应注意： （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。 2．同相比例运算 图9.28所示电路为同相比例运算电路，其特点是输入电阻比较大，输入与输出电压之间的函数关系为：
113 实验3.8 集成运算放大器基本运算电路 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、实验设备及材料 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 集成运算放大器在线性应用方面，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 反相比例运算电路如图3.8.1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 1f o U R R U -= （3-8-1） 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 ′=R 1||R f 。实验中采用10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。 2、同相比例运算电路 图3.8.2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 1f o )1(U R R U += （3-8-2） 当R 1→∞时，U o =U i ，即为电压跟随器。 3、反相加法电路 反相加法电路电路如图3.8.3所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )+(=B 2f A 1f o U R R U R R U - （3-8-3） R ′ = R 1 || R 2 || R f 4、同相加法电路 同相加法电路电路如图3.8.4所示，输出电压与输入电压之间的关系为： )+++(+= B 211 A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U （3-8-4） 图3.8.3 反相加法运算电路 图3.8.2 同相比例运算电路 图3.8.1 反相比例运算电路
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。
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。实验结果表明，基本运算电路能够实现加法、
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。
一、 电路原理分析与计算 1. 反相比例运算电路 输入信号从反相输入端引入的运算，便是反相运算。反馈电阻ＲF 跨接在输出端和反相输入端之间。根据运算放大器工作在线性区时的虚开路原则可知：i -＝０,因此i １＝ｉｆ。电路如图1所示, 图1 根据运算放大器工作在线性区时的虚短路原则可知:u —=ｕ+＝０。 由此可得: 01 f i R u u R =- 因此闭环电压放大倍数为： 1 o f uo i u R A u R = =- 2. 同相比例运算电路 ﻩ输入信号从同相输入端引入的运算，便是同相运算。电路如图2所示,
图2 根据运算放大器工作在线性区时的分析依据:虚短路和虚开路原则 因此得: 1 (1)f o i R u u R =+ 开环电压放大倍数 1 1o f uf i u R A u R = =+ 3. 反相输入加法运算电路 在反相输入端增加若干输入电路，称为反向输入加法运算电路。电路如图３ 所示, 图3 计算公式如下,
12 12 ( )o f u u u R R R =-+ 平衡电阻213////f R R R R =,当13f R R R ==时，输出电压012()u u u =-+ 4. 减法运算电路 减法运算电路如图4所示,输入信号1i u 、2i u 分别加至反相输入端和同相输入端,这种形式的电路也称为差分运算电路. 图4 输出电压为： 2211231 (1)f f o i i R R R u u u R R R R =+ -+ 当123f R R R R ===时,输出电压21o i i u u u =- 5. 微分运算电路 微分运算电路如图５所示,
电子技术基础教案课题第三章集成运算放大器及其应用 3-3集成运算放大器的基本电路 授课班级 授课时间 教学目标1.能描述出集成运放线性工作区和非线性工作区的特性及工作特点 2.能根据“虚短”、“虚断”和“虚地”来分析反相比例运算放大电路和同相比例运算放大电路，并会计算其参数。 教学重点 1.反相比例运算放大电路和同相比例运算放大电路的分析 教学难点 1.反相比例运算放大电路和同相比例运算放大电路的分析 教学内容纲要教法与说明 主要内容回顾 问题1： 什么是零点漂移现象？恒流源的基本概念 问题2： 差模信号和共模信号有什么区别，如何判断？ 问题3： 基放大电路的由什么电路组成？有哪些性能特点？ 一、集成运算放大器的理想化条件 1.理想集成运放的基本概念 （1）开环差模电压放大倍数A uo→∞ （2）差模输入电阻r id→∞ （3）开环输出电阻r o→0 （4）共模抑制比CRMM→∞ （5）没有失调现象，即当输入信号为零时，输出信号也为 零。 二、集成运算放大器的工作特点 集成运放的输出电压与输入电压之间的关系曲线，称为电 压传输特性。 提问法、练习法
所以理想运放输入端没有电流，这就相当于断开一样，集成运放在同相输入状态时，不存在）集成运放工作在非线性区的特点由于集成运放的开环电压放大倍数很大，id ,r →∞
二、集成运算放大器的两种基本电路 1、反相比例运算放大电路 在理想条件下，因输入电流i i=0 ， R2 上无电压降，使u P =0 ，即P点与地等电位。又由于u P = u N ，则信号输入端也与地等电位。因N点与P点电位相同，相当于短路，但内部并未短路，故称为“虚假短路”；而信号输入端N与地等电位并非N点真正接地，称为“虚假虚地”。 特殊地： 当R1 = R f 时，A uf = -1，反相器2、同相比例运算放大电路多媒体展示，引导启发学生分析
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） AX 09 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 ≈ o o u K ≈0，可看成零，称为“虚地”（前提一），于是 111i A i u u u i R R -= = o A o f f f u 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 f u R =-1i u R 于是 o u =- 1 f 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。 Uo Ui Uo Ui o u =- 1 f i R u R （4.3） o u =1 (1)f i R u R + （4.4）
第7章集成运放组成的运算电路 本章教学基本要求 本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。表为本章的教学基本要求。 学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输岀与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。 本章主要知识点 1.集成运放线性应用和非线性应用的特点 由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。 集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。 （1）线性应用及其特点 集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时苴输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。 集成运放工作在线性区时，它的输出信号/和输入信号（同相输入端"+和反相输入端〃一之差）满足式（7-1） 〃。=尙0+-工） （7-1） 在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零：虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。即
虚短：LL-U+"或 虚断：/_ = /+能0 (2)非线性应用及其特点 非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开坏或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入 量成非线性关系人工A°dQ_-6/+)。输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电 压值(饱和电压接近正、负电源电压)，u_=u+为两种状态的转折点。即 当u_>u+时，u o = u OL 当时，U°=U OH 非线性应用中，集成运放在理想情况下，满足虚断，即/_=/+«0o 2.运算电路及其分析方法 基本运算电路的共同特点是集成运放接成负反馈形式，工作在线性放大状态，集成运放满足虚短 和虚断。 比例电路是各种运算电路的基础。 反相输入比例运算电路(如图7-1)的特点是：引入电压并联负反馈，在深度负反馈和理想情况 下，运放的同相输入端电位为零，运放的反相输入端为虚地点“_弋0,它的输入电阻等于输出电阻心严0,流过反馈电阻的电流g等于输入电流,电压放大倍数為=组=-性。 "I 用同相输入比例运算电路(如图7-2)的特点是：引入电压串联负反馈，在深度负反馈和理想情况下，运放两个输入端的对地电压等于输入电压旳，输入电阻为无穷大，输出电阻电压放大倍数是歸=乞=1 +墮。 "I & 图7-2同相输入比例运算电路 求解运算电路输出与输入函数关系的一般方法是： (1)判断集成运放是否工作在线性放大状态。通常检査是否存在足够强的负反馈以及运放输出是 否处于极限状态。 (2)除考虑运算电路的误差外，一般可将运算电路中的集成运放视为理想运放。 (3)在运算电路具有深度负反馈的前提下，可运用虚短和虚断概念，求解运算电路输出与输入的 函数关系。 (4)对于积分器等含有电容的运算电路，必要时可运用拉氏变换，先求岀运算电路的传递函数或 输岀电压的象函数，再进行拉氏反变换，得出输出与输入的函数关系。 (5)对于多级运算电路，可抓住电路具有深度电压负反馈、输出电阻近似为零的特点，从而可不 考虑后级输入电阻对前级的影响，分别列出各级输出与输入的函数关系，再联立求解，得出整个电路 输出电压与各输入信号的函数关系。 自测题 判断題