集成运放电路的设计

集成运算放大器的设计方法运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。

这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。

这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。

需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。

(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。

另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。

电子技术基础实验与课程设计------运算放大器基本放大电路实验目的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。

1.1反相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=R1 输出电阻: Ro=01.1.1设计要求1.1.2选择器件与多数计算通过查找资料选用TL082集成运放设计放大12倍。

反相比例放大电路仿真电路图i oV R R V 12-=i R o V R R V R R V 1212)1(-+=输入与输出电压所以输出放大倍数 =12电压输入输出波形图i oV R R V 12-=1.2同相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=∞ 输出电阻: Ro=0 1.2.1设计要求1.2.2选择器件与多数计算通过查找资料选用TL082集成运放设计放大12倍。

i o V RRV )1(12+=R o V R RV R R V 12i 12)1(-+=同相比例放大电路仿真电路图输入与输出电压所以输出放大倍数： =12 电压输入输出波形图i o V RRV )1(12+=1.3微分电路R fU iR 2U oC 1foi R U dt dU C -=1dtdU C R U if o 1-=max 1)(dtdU U C R i oM f ≤实用微分电路RC1=RfC电路的输出电压为o u 为：21io du u R C dt =- 式中，21R C 为微分电路的时间常数。

实验五 集成运算放大器的基本运算电路一、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、正确理解运算电路中各组件参数之间的关系和“虚短”、“虚断”、“虚地”的概念。

二、设计要求1、设计反相比例运算电路，要求|A uf |=10，R i ≥10K Ω，确定外接电阻组件的值。

2、设计同相比例运算电路，要求|A uf |=11，确定外接电阻组件值。

3、设计加法运算电路，满足U 0=-（10U i1+5U i2）的运算关系。

4、设计差动放大电路（减法器），要求差模增益为10，R i >40K Ω。

5、应用Multisim8进行仿真，然后在实验设备上实现。

三、实验原理1、理想运算放大器特性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。

当外部接入不同的元器件组成负反馈电路时，可以实现比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。

理想运放，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。

2、基本运算电路 (1)反相比例运算电路电路如图2.5.1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2.5.1反相比例运算电路图2.5.2反相加法运算电路(2) 反相加法电路i 1F O U R R U -=电路如图2.5.2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2.5.3(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2.5.3(b)所示的电压跟随器。

集成运放应用电路设计360例1. 引言集成运放是一种广泛应用于电子电路设计中的集成电路元件，它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，常用于放大、滤波、比较、积分等各种电路应用。

本文将介绍360个集成运放应用电路设计例子，涵盖了各种常见的电路应用，帮助读者更好地理解和运用集成运放。

2. 非反相放大器2.1 原理非反相放大器是一种常见的集成运放应用电路，其基本原理是将输入信号与一个参考电压相比较，然后放大输出。

非反相放大器的输入信号与输出信号之间的相位关系相同，但是幅度不同。

2.2 设计例子以下是一些非反相放大器的设计例子：1.使用集成运放LM741设计一个非反相放大器，放大倍数为10。

2.使用集成运放LM358设计一个非反相放大器，放大倍数为100。

3.使用集成运放TL071设计一个非反相放大器，放大倍数可调。

3. 反相放大器3.1 原理反相放大器是另一种常见的集成运放应用电路，其基本原理是将输入信号与一个参考电压相比较，然后放大输出。

反相放大器的输入信号与输出信号之间的相位关系相反，但是幅度相同。

3.2 设计例子以下是一些反相放大器的设计例子：1.使用集成运放LM741设计一个反相放大器，放大倍数为10。

2.使用集成运放LM358设计一个反相放大器，放大倍数为100。

3.使用集成运放TL071设计一个反相放大器，放大倍数可调。

4. 比较器4.1 原理比较器是一种常见的集成运放应用电路，其基本原理是将输入信号与一个参考电压进行比较，然后输出一个高电平或低电平的信号。

比较器常用于电压比较、信号检测等应用。

4.2 设计例子以下是一些比较器的设计例子：1.使用集成运放LM741设计一个电压比较器，当输入电压大于参考电压时输出高电平，否则输出低电平。

2.使用集成运放LM358设计一个电压比较器，当输入电压小于参考电压时输出高电平，否则输出低电平。

3.使用集成运放TL071设计一个电压比较器，当输入电压与参考电压之差大于某个阈值时输出高电平，否则输出低电平。

集成运放的电路组成及其各部分的作用
集成运放是一种高电压放大倍数的多级直接耦合放大电路，由四部分组成：输入级、中间级、输出级和偏置电路，原理框图如图1所示。

它有两个输入端，一个输出端，如图中所标up 、un、uo。

均以“地”为公共端。

图1 集成运放原理框图1、输入级
输入级往往是一个高性能的双端输入差动放大电路。

一般要求其输入电阻高，差模电压放大倍数大，抑制共模信号的力量强，静态电流小。

输入级的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数，如输入电阻、共模抑制比等。

2、中间级
中间级的作用是使集成运放具有较强的放大力量，多采纳共射（或共源）放大电路。

而且为了提高电压放大倍数，常常采纳复合管做放大管，以恒流源做集电极负载。

其电压放大倍数可以达到千倍以上。

3、输出级
输出级应具有输出电压线性范围宽、输出电阻小（即带负载力量强）、非线性失真小等特点。

集成运放的输出级多采纳互补对称功率放大电路。

4、偏置电路
偏置电路用于设置集成运放内部各级电路的静态工作点。

与分立元件不同，集成运放通常采纳电流源电路为各级供应合适的集电极（或
放射极、漏极）静态工作电流，从而确定了合适的静态工作点。

集成运放的线性应用电路首先需要熟悉理想集成运放基本特性：1）开环差模增益（放大倍数）Aod=∞；2）差模输入电阻Rid=∞；3）输出电阻Ro=0；这是理解电路的基础。

uo=Aod*(up-un)。

uo=Aod*(up-un)其次还需要清楚，运放的组成是三极管所组成的单元，需要（电源）才能够正常工作，为此实际工作时，需要有电源为其供电提供输出能量。

最后，必须清楚的是，uo输出的范围在供电电源电压之内变化，如果理论输出值大于电压电压范围，则运放处于非线性区，只能输出最大值或最小值，这种情况下是不能进行线性运算的。

结论：运放处在放大区必然需要负反馈电路结构；因uo一定，其除以Aod，便可以得到up-un=uo/Aod=0的结果，必有虚短up=un 的特性；因Rid=∞，必有虚断ip=0，in=0的特性。

例题1（1）电压串联负反馈组态；（2）补偿电阻功能在于使运放外电路平衡，即同相端与反相端对地电阻相等。

这时需要采用这一特性，即ui=0时，uo=0。

所以有R5=R1//（R2+R4//R3）;（3）因ip=0A，所以up=0V，所以un=0V（相当于接地，术语“虚地”）；Ro 由于是电压负反馈，电路具有稳定电压功能，所以Ro=0;(4)在M点采用节点（电流）法，需要提前标注好电流方向，然后列方程即可。

i3=i2+4（M点节点电流）;i1+i2=in（反向端节点电流，in=0）；i1=(ui-0)/R1;i2=（uM-0/R2）;i3=(uo-uM)/R3;i4=(uM-0)/R4由此可推导出：uo=R3*uM*(1/R2+1/R3+1/R4),uM=-R2/R1。

例题2uo1=-（Rf）/R1*ui（反向比例运算）；uo2=-R/R*uo1=-uo1（反向比例运算）；uo=uo2-uo1=uo2-uo1=-uo1-uo1=-2uo1=2Rf/R1*ui当Rf=R1时，uo=2ui。

. 集成运放应用电路设计 360 例《集成运放应用电路设计360例》一、引言在当今电子科技飞速发展的时代，集成运放应用电路设计已经成为了电子工程师们日常工作中不可或缺的一部分。

本文将从不同的角度对集成运放应用电路设计进行360例分析，帮助读者更全面、深入地了解这一重要主题。

二、集成运放的基本原理1. 什么是集成运放集成运放是一种集成电路芯片，内部含有多个传输管、电阻、电容、运算放大器等电子元件，具有高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。

2. 集成运放的工作原理集成运放的工作原理是利用差分输入、负反馈和放大器的特性来实现对输入信号的放大、滤波、积分、微分等功能。

三、常见的集成运放应用电路1. 非反相放大电路在非反相放大电路中，输入信号经过集成运放放大后，输出信号与输入信号具有相同的极性。

2. 反相放大电路反相放大电路是集成运放应用电路中常见的一种，通过负反馈来实现对输入信号的放大。

3. 滤波电路集成运放在滤波电路中发挥着重要作用，实现对特定频率信号的滤波和衰减。

4. 比较器电路比较器电路利用集成运放的开环增益特性，将输入信号与基准电压进行比较，输出高低电平信号。

4. 信号调理电路信号调理电路利用集成运放对信号进行调理和处理，如放大、滤波、积分、微分等，常见于传感器和仪器仪表系统中。

五、集成运放应用电路设计的关键要点1. 电路设计的精度要求在集成运放应用电路设计中，精度是一个至关重要的要素，包括输入输出精度、电源电压滞后、温度漂移等。

2. 电路的稳定性稳定性是集成运放应用电路设计中需要考虑的另一个关键因素，包括电路的稳定性、抑制电路震荡、频率补偿等。

3. 电路的抗干扰能力在实际应用中，集成运放应用电路设计需要考虑电路的抗干扰能力，尤其是在噪声干扰严重的环境中。

4. 电路的功耗和热设计在电路设计中，功耗和热设计是需要综合考虑的因素，包括电路的功耗、温升、散热方式等。

六、集成运放应用电路设计的案例分析1. 温度传感器信号调理电路设计在温度传感器信号调理电路设计中，需要考虑到传感器的灵敏度、温度范围、线性化补偿等因素。

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。

集成运放电压放大电路一、引言集成运放是一种常用的电子元器件，广泛应用于各种电路中。

其中，电压放大电路是集成运放最常见的应用之一。

本文将介绍集成运放电压放大电路的原理、特点、设计方法以及注意事项等方面。

二、原理集成运放电压放大电路是通过对输入信号进行放大来实现信号处理的。

其基本原理如下：1. 集成运放有两个输入端，一个输出端和一个反馈回路。

2. 当两个输入端的电位相同时，输出端的电位为0V。

3. 当两个输入端的电位不同时，输出端会产生相应的输出信号。

4. 反馈回路可以控制输出信号与输入信号之间的比例关系。

三、特点1. 集成运放具有高增益和低失调等特点，能够有效地对输入信号进行放大和处理。

2. 集成运放具有高输入阻抗和低输出阻抗等特点，能够有效地避免对外部电路造成影响。

3. 集成运放具有广泛的工作范围和稳定性等特点，能够适应各种复杂环境下的使用需求。

四、设计方法1. 确定电路的输入信号和输出信号的范围和要求。

2. 选择合适的集成运放芯片，根据其参数和特性进行设计。

3. 确定反馈回路的类型和参数，以控制输出信号与输入信号之间的比例关系。

4. 根据电路的要求进行滤波、放大、偏置等处理，以满足电路的性能要求。

五、注意事项1. 集成运放具有高增益和高灵敏度等特点，需要注意对外部干扰信号的抑制和屏蔽。

2. 集成运放具有广泛的工作范围和稳定性等特点，需要注意对温度、湿度等环境因素的影响。

3. 反馈回路是集成运放电压放大电路中最重要的组成部分之一，需要注意其类型、参数和连接方式等方面。

六、总结集成运放电压放大电路是一种常用且重要的电子元器件应用。

通过对输入信号进行放大和处理，可以实现各种复杂信号处理需求。

在设计过程中需要注意选择合适的集成运放芯片、确定反馈回路类型和参数以及注意各种环境因素对电路性能影响等方面。

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 RU -= （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 RU += （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 RU R R U - （3-8-3）R ´ = R 1 || R 2 || R f4、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：)+++(+=B211A 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1145、减法运算电路（差动放大器）减法运算电路如图3.8.5所示，输出电压与输入电压之间的关系为：f f o A B 1121 ()()R R R U U U R R R R '=+'+-+当R 1 = R 2，R ´ = R f 时，图3.8.5电路为差动放大器，输出电压为：)(=A B 1f o U U R RU - （3-8-5）6、积分运算电路反相积分电路如图3.8.6所示，其中R f是为限制低频增益、减小失调电压的影响而增加的。

集成运放内部电路原理
集成运算放大器（简称集成运放）是一种将多个电子器件集成在一块单晶硅芯片上的电子器件。

其内部电路原理如下：
1. 输入级：由差分式放大电路组成，利用其对称性可提高电路性能。

2. 中间电压放大级：主要作用是提高电压增益，由多级放大电路组成。

3. 输出级电压增益为1，但为负载提供功率。

此外，集成运放的电路中还包括偏置电路，用于提供偏置电压以及对输入信号交流成分进行放大。

输入信号首先经过隔直电容过滤其直流成分，然后通过直流偏置信号进行放大。

反馈电阻和反向端电阻用于确定放大倍数。

整个电路具有同相输入端P、反相输入端N和输出端O。

当P端加入电压信号时，O端输出同相的电压信号；N端加入电压信号时，O端输出反相的电压信号。

此外，该电路还可以抑制共模信号，当输入信号中含有共模噪声时，将被抑制。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅集成运放相关书籍或咨询专业人士。

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。

集成运放的比较器设计实验报告集成运放的比较器设计实验报告
引言
本实验旨在设计一个集成运放的比较器电路，并进行实际的测试和验证。

比较器是一种重要的电子元件，用于比较两个电压的大小，并输出相应的电平信号。

通过本实验，我们将研究和掌握集成运放比较器电路的设计原理和操作方法。

实验过程
1. 准备工作：收集所需的元件和仪器，并进行检查和测试。

2. 搭建电路：根据设计原理，使用集成运放和其他必要的元件搭建比较器电路。

3. 调试设备：连接电源和信号源，并根据实验指导进行设备的调试和校准。

4. 测试比较器：输入不同的电压信号，并观察比较器输出的电平变化。

5. 记录实验数据：记录每次实验的输入电压和比较器输出的状态。

6. 分析实验结果：根据实验数据，分析比较器的性能和特点，并进行相应的讨论。

实验结果
在实验过程中，我们成功搭建了集成运放的比较器电路，并进行了多次测试。

实验结果表明，比较器能够准确地判断输入电压的大小，并输出相应的电平信号。

此外，我们还观察到比较器在输入信号变化过程中的响应速度和稳定性。

结论
通过本实验，我们深入了解了集成运放的比较器电路的设计原理和操作方法。

实验结果证实了该比较器的有效性和可靠性。

这项实验不仅提高了我们在电子电路设计方面的实践能力，还为日后相关领域的研究和应用奠定了基础。

参考文献
[引用相关文献]。