集成运算放大器的基本应用实验报告与课件

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。

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引言：集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。

它具有高增益、低失调、宽带宽等特点，可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。

在本次实验中，我们将通过几个基本应用实验，探索集成运算放大器的工作原理和应用场景。

实验一：非反相放大器非反相放大器是Op-Amp最常见的应用之一。

它通过将输入信号与放大倍数相乘，输出一个放大后的信号。

我们在实验中使用了一个标准的非反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。

实验结果显示，输出信号的幅度和输入信号的幅度相比，增大了放大倍数倍。

而相位方面，输出信号与输入信号的相位保持一致。

这说明非反相放大器能够有效放大输入信号，并且不改变其相位。

实验二：反相放大器反相放大器是Op-Amp另一种常见的应用。

它与非反相放大器相比，输入信号与放大倍数相乘后取反，输出一个反向的放大信号。

我们在实验中使用了一个反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。

实验结果显示，输出信号的幅度与输入信号的幅度相比，同样增大了放大倍数倍。

但是相位方面，输出信号与输入信号相差180度。

这说明反相放大器能够有效放大输入信号，并且改变其相位。

实验三：积分器积分器是Op-Amp的另一个重要应用。

它可以将输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。

我们在实验中使用了一个积分器电路，将一个方波信号作为输入，观察输出信号的变化。

实验结果显示，输出信号呈现一个斜率逐渐增大的曲线，表明输入信号得到了积分。

这说明积分器能够有效对输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。

实验四：微分器微分器是Op-Amp的又一个重要应用。

它可以将输入信号进行微分运算，输出一个微分后的信号。

我们在实验中使用了一个微分器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。

实验九集成运算放大器的基本应用——电压比较器学院：________ 班级：________ 完成日期：学号：___ 姓名：___________ 成绩：___________一实验目的1、掌握比较器的电路构成及特点2、学会测试比较器的方法二实验仪器1、双踪示波器；2、数字万用表三实验原理1、图9-1所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，输入电压Ui加在反相输入端。

图9-1（b）为（a）图比较器的传输特性。

图9-1 电压比较器当Ui<UR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。

输出端电位被其箝为在稳压管的稳定电压Uz，即：Uo=Uz。

当Ui>UR时，运放输出低电平，Dz正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD，即：Uo=-UD。

因此，以UR为界，当输入电压Ui变化时，输出端反映两种状态。

高电位和低电位。

2、常用的幅度比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器（又称Schmitt触发器）、双限比较器（又称窗口比较器）等。

图9-2为简单过零比较器图9-2 过零比较器1）图9-3为具有滞回特性的过零比较器。

过零比较器在实际工作时，如果Ui恰好在过零值附近，则由于零点漂移的存在，Uo将不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。

为此就需要输出特性具有滞回现象。

如图9-3所示：图9-3 具有滞回特性的过零比较器从输出端引入一个电阻分压支路到同相输入端，若Uo改变状态，U∑点也随着改变点位，使过零点离开原来位置。

当Uo为正（记作UD ）DfURRRU22+=∑，则当UD> U∑后,Uo再度回升到UD，于是出现图（b）中所示的滞回特性。

- U∑与U∑的差别称为回差。

改变R2的数值可以改变回差的大小。

2）窗口（双限）比较器图9-4 两个简单比较器组成的窗口比较器简单的比较器仅能鉴别输入电压Ui 比参考电压UR 高或低的情况，窗口比较电路是由两个比较器组成，如图9-4所示，它能指示出Ui 值是否处于+R U 和-R U 之间。

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。

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。

实验六 集成运算放大器的基本应用(I)—模拟运算电路一、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。

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。

基本运算电路 1) 反相比例运算电路电路如图6－1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 。

图6－1 反相比例运算电路 图6－2 反相加法运算电路2) 反相加法电路电路如图6－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)U R RU R R (U i22F i11F O +-= R 3＝R 1 // R 2 // R F 3) 同相比例运算电路图6－3(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 1FO )U R R (1U += R 2＝R 1 // R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图6－3(b)所示的电压跟随器。

集成运算放大器的应用实验报告实验目的，通过本次实验，我们将学习集成运算放大器的基本原理和应用，掌握运算放大器的基本参数测量方法，了解运算放大器在电路中的应用。

实验仪器，集成运算放大器、示波器、信号发生器、直流稳压电源、电阻、电容、万用表等。

实验原理，运算放大器是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。

在实验中，我们将通过测量运算放大器的输入偏置电压、输入失调电压、输入失调电流、增益带宽积等参数，来了解运算放大器的基本性能。

实验步骤：1. 连接电路，按照实验指导书上的电路图，连接好运算放大器的电路。

2. 测量输入偏置电压，将输入端接地，测量输出端的电压，计算出输入偏置电压。

3. 测量输入失调电压和输入失调电流，将输入端接地，测量输出端的电压，再将输出端接地，测量输入端的电压和电流，计算出输入失调电压和输入失调电流。

4. 测量增益带宽积，通过改变输入信号的频率，测量输出信号的幅度，计算出增益带宽积。

5. 测量共模抑制比，通过改变输入信号的幅度，测量输出信号的幅度，计算出共模抑制比。

实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了运算放大器的各项参数，分析结果如下：1. 输入偏置电压为0.5mV，说明运算放大器的输入端存在微小的偏置电压。

2. 输入失调电压为1mV，输入失调电流为10nA，说明运算放大器的输入端存在微小的失调电压和失调电流。

3. 增益带宽积为1MHz，说明运算放大器在1MHz以下的频率范围内具有较高的增益。

4. 共模抑制比为80dB，说明运算放大器具有较好的共模抑制能力。

结论：通过本次实验，我们对集成运算放大器的基本原理和应用有了更深入的了解，掌握了运算放大器的基本参数测量方法，并了解了运算放大器在电路中的应用。

同时，我们也了解到了运算放大器的一些性能指标，为今后的实际应用提供了参考依据。

总结：集成运算放大器是电子电路中常用的重要器件，具有高增益、差分输入、单端输出等特点，广泛应用于放大、滤波、积分、微分等电路中。

集成运算放大器的基本运算
一实验目的
1.学习集成运算放大器的使用方法
2.掌握集成运算放大器的几种基本运算方法
二实验设备
双踪示波器一台；双路直流稳压电源一台；功率函数发生器一台；
万用表一块；实验板一块
三实验内容
1 运算放大器调零(u o=0)
把运算放大器的反相、同相输入端接地，调节调零电位器W0，使输出电压u o=0
2 反相比例运算
3 同相比例运算
5反相积分运算
在反相积分运算时，反馈支路接入积分电容。

先闭合开关K，对组件调零，然后，断开开关K，在反相输入端加入1kHZ的标准方波，用示波器观察输入、输出波形，并记录输入、输出波形
四注意事项
（1）先调整好±15V电源，断开电源开关，按原理图接线。

接通电源开关在实验板±15V接线柱内侧对线路板的“地”端应能分别测出+15V和-15V，否则实验电路将不能正常工作
（2）在进行运算放大器调零、比例运算和加法运算时，反馈电阻网络要始终接入线路中，使放大器电路处于闭环状态
（3）测量输入、输出电压时，万用表最好用2.5V档。

集成运算放大器的基本应用（IV）——波形发生器一．实验目的1.学习用集成运算放构成正弦波振荡器2.学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。

二．实验原理图为RC桥式正弦波振荡器。

其中RC串，并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1,R2,Rw及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。

调节电位器Rw，可以改变负反馈深度，以满足震荡的振幅条件和改善波形。

利用两个反向并联二极管D1，D2正向电阻的非线性特性来实现增幅。

D1，D2采用硅管，且要求特性匹配，才能保证输出波形正，负半周对称。

R3的接入是为了消弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。

电路的振荡频率：f0=1/2πRC起振的幅值条件：Rr/R 1>=2式中Rr=Rw+R 2+(R 3//r 0),r 0 ——二极管正向导通电阻。

调整反馈电阻Rr,使电路起振，且波形失真最小。

如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加强Rr ，如波形失真严重，则应适当减小Rr 。

三，实验设备与器件1，正负12V 直流电源 2.双踪示波器 3，电流毫伏表 4，频率计 5，集成运算放大器，6二极管IN4148*2 7电阻器，电容器若干。

四．实验内容一、方波发生器1、按图1电路创建待仿真实验电路。

2、观察运放741的2脚和振荡器输出端的波形，测出方波、三角波的幅值并与理论值比较；改变Rp 可以调整电路的震荡频率，用频率计测量振荡器的频率并与理论值比较。

U17413247651R120kΩR220kΩC147nFD102DZ4.7D202DZ4.7Rp200kΩKey=A50%R45.1kΩR520kΩVCC 12VVEE-12VXSC1ABExt Trig++__+_XFC1123图1 方波发生器电路二、三角波发生器1、按图2电路创建待仿真实验电路。

2、观察振荡器输出端的波形，测出方波、三角波的幅值并与理论值比较；改变Rp 可以调整电路的震荡频率及三角波的幅值，用频率计测量振荡器的频率并与理论值比较。

集成运算放大器实验报告集成运算放大器是一种高性能多级直接耦合具有两个输入端、一个输出端的电压放大电路。

具有高增益、高输入阻抗低输出阻抗的特点。

通常，线性应用电路需要引入负反馈网络，构成各种不同功能的实际应用电路。

(a)μA741高增益运算放大器（b）LM324四运算放大器图2.4.2 典型的集成运放外引脚排列1. 比例、加减、微分、积分运算电路设计与实验1.1原理图(a) 反相比例运算电路 (b) 同相比例运算电路图1.1 典型的比例运算电路(a) 反相求和运算电路 (b) 同相求和运算电路图1.2 典型的求和运算电路(a) 单运放减法运算电路 (b) 双运放减法运算电路图1.3 典型的减法运算电路图1.4 积分电路图1.5 微分电路图 1.6 实际微分电路（PID）2.方波、三角波发生器2.1原理图图2.1 方波、三角波发生器2.2理论分析(参照实验教材分析工作原理和周期、频率、幅度近似计算出以上结果) 2.2.1频率分析2.2.2幅度分析2.2.3幅度调整图2.2 方波幅度通过R4、R5比例调整2.2.4减法器图2.3 减法器（交流正弦信号来自示波器）图2.4 积分器（方波信号可以来自示波器）图2.5 微分器（方波信号可以来自示波器）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）实验仪器序号名称型号备注1 函数信号发生器2 数字示波器3 数字万用表4 交流毫伏表。