运放实验

单级运算放大器项目试验报告一、实验任务1.利用信号发生器、示波器、±5v 电源、毫安表、万用表等各类仪器表，和 仿真软件的用法。

学习单级同相放大器和单级反相放大器电路，掌握电路功能，利用仿真软件完成电路放大10倍的仿真，在实验箱上搭试运算放大电路，焊接调试电路，完成电路在频率为1000Hz 的情况下电压放大10倍的功能。

2.技术要求在1000Hz 的频率下，利用单级运放电路，将电压由10mV 放大到100mV 。

二、方案比较1.放大电路的选择电路放大本组考虑了两个方案，第一个方案是多级放大电路，第二个方案是集成运算放大电路。

但因为项目要求利用单级运放电路实现电压放大，所以本组选择第二个方案——集成运算放大电路。

同时为了能判定是否有工作电流输入，本组在±5v 电源输入线上串联两个发光二极管。

工作原理 反相输入放大电路根据理想运放的条件可以得出 341()/uf A R R R =-+正相输入放大电路根据理想运放的条件可以得出3411()/uf A R R R =++图1反相输入放大电路2.三、电路仿真1.反相输入放大电路仿真电路见图3 ，电压输入10v（最大值）、1000Hz图3仿真波形见图4红色为输入波形，比列为100mv；蓝色为输出波形，比列为10mv图4仿真测试数据输入信号：7.071mV（有效值）输出信号：70.692mV（有效值）变阻器阻值：90K2.同相输入放大电路仿真电路见图5 ，电压输入10v（最大值）、1000Hz图5仿真波形见图6，红色为输入波形，比列为10mv；蓝色为输出波形，比列为50mv图6仿真测试数据输入信号：7.071mV（有效值）输出信号：70.693mV（有效值）变阻器阻值：80K四、焊接调试1.反相输入放大电路测试波形见图7绿色为输入波形，比例为10mv；黄色为输出波形，比例为100mv图7测试数据输入信号：28.0mV~28.8mV（有效值）输出信号：280mV~288mV（有效值）零点漂移：①输入开路：0.25mV②输入短接：0.32mV2.同相输入放大电路测试波形见图8绿色为输入波形，比例为10mv；黄色为输出波形，比例为50mv图8测试数据输入信号：28.8mV~29.6mV输出信号：288mV~296mV零点漂移：①输入开路：0.1mV②输入短接：0.28mV3.电路调试所遇问题及解决方法①无输出解决办法：观察LED是否发光，判定输入的存在，最后发现错将实验箱通路部分搞混，重新连接后，电路正常工作。

实验目的和要求：① 了解运放调零和相位补偿的基本概念。

② 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。

③ 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。

实验原理：预习思考：1、 设计一个反相比例放大器，要求：|A V|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上； 电路图如P20页5-1所示，电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ2、 设计一个同相比例放大器，要求：|A V|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；R F R LVo电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ 3、 设计一个电路满足运算关系 VO= -2Vi1 + 3Vi2减法运算电路：1123213111113232)()()(i f i f i f i i O V R R V R R R R R R V R R R V R R R V V -++=++-+=3)()(32131=++R R R R R R f ，0,22211==⇒=R R R R R f f取Ω=Ω=Ω=Ω=K R K R K R K R f 100,0,20,10321实验电路如实验内容：1、反相输入比例运算电路（I ） 按图连接电路，其中电源电压为±15V ，R 1=10 kΩ, R F =100 kΩ, R L =100 kΩ, R P =10 kΩ//100 kΩAR1R F Rp=R F //R1R LVoVi+Vcc-Vcc输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值，此时测出失调电压0.016 V 分析：失调电压是直流电压，将会直接影响直流放大器的放大精度。

直流信号测量：Vi/V V O /V Avf测量值 理论值 -2 14.25 -7.125 -10 -0.5 4.98 -9.96 -10 0.5 -5.02 -10.04 -10 2-12.87-6.435-10实验结果分析：运算放大器的输出电压摆幅受器件特性的限制，当输入直流信号较大时，经过运放放大后的输出电压如果超过V OM ，则只能输出V OM 的值。

基本两级运放设计一、实验要求电源电压2.7V，CMR在0.2—1.5v之间，增益大于80db，转换速率大于10v/us，单位增益带宽大于10M，输出电压范围0.3v—2.4v之间。

二、实验目的1.掌握PSPICE的仿真2.熟悉两级放大器的原理三、实验原理下图是基本两级运放的结构图：图1 基本两级运放结构图两级运放将增益与摆幅分开考虑，第一级采用在基本差分放大器来提供高的增益，第二级采用简单的共源级结构以提供大的摆幅。

电路原理图如图2所示：图2 基本两级运放电路原理图● 输入共模电压范围：由M1管饱和条件SD on V V ≥，得到：2112(||)||CC incm TP on on incm CC TP on on V V V V V V V V V V -++⇒---≥≤由M2管饱和条件SD on V V ≥，得到：66||||GS incm TP incm GS TP V V V V V V +⇒-≤≥取150.2V on on V V =，，||0.67V TP V =,0.45V TN V =输入共模电压范围为：0V 1.63V incm V ≤≤● 输出摆幅：由M6管和M7管的饱和条件DS on V V ≥，得到76on out CC on V V V V -≤≤取670.2V on on V V ==，得到输出摆幅为：0.2V 2.5V out V ≤≤四、实验步骤1、 增益带宽仿真电路图如图3所示：图3 增益带宽仿真电路图通过给定的偏置电流值设置好各个MOS 管和晶体管的参数，然后对整个电路进行交流仿真（AC Sweep ），得到仿真曲线图如图4所示：图4 交流仿真波特图从上图中，可以看出，该电路的增益81.3d A dB =，带宽为1.04K ，单位增益带宽11.6GB MHz =，相位余度为62°。

2、 输出电压摆幅在运放同向输入端叠加一个交流信号源，然后对信号源进行直流扫描（DC Sweep ），得到如图5所示的仿真曲线图。

实验一运放器的放大原理及叠加定理的验证一、实验目的1.初次试验，基本掌握workbench的基本操作；2.通过实验测定一运放器的放大倍数，并与用节点法算出来的理论值进行对比，验证节点法的正确性；3.用几个简单的电路，验证线性电阻叠加原理。

二、实验原理1.运放器原理：运放器的输入端，分别加载电压U+和U-，U+与U-的电势差十分小，约等于零，经过运放器后，输出电压为电势差的若干倍（可达到105~107倍）。

运放器模型图2.叠加定理：对于一个具有唯一解的线性电路，由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压，等于各个独立电源单独作用时在相应支路中形成的电流或电压的代数和。

三、实验过程1.运放器：（1）画电路图，测得结果如下图：图中：R1=R3=R4=1Ω,R2=5Ω 电压表读数为13.20v 。

（2）用节点法计算放大的倍数：该图4个节点如图所示，节点2、4的节点方程分别为：)(0)(334433211223=-+=--+U G U G G U G U G U G G 根据运放器特点（即虚短虚断），补充方程Us U U U ==142故解得==30U U Us R R R R R R R R 31424232-+v 20.13= 所以节点法可以用于计算运放器放大倍数的理论值。

2.叠加定理的验证（1）如下所示画出4个电路图图中Us1=6v ，Us2=12v ，Is=3A ，电阻全为2Ω电压表均测同一电阻的电压。

左上角图为Us1，Us2，Is 同时作用时的电压U0=-4v ，右上角，左下角，右下角电路分别是Is ，Us1，Us2作用下，同一电阻的电压分别为U1=2v ，U2=2v ，U3=-8v ，所以3210U U U U ++=，即线性电路的叠加定理得到验证。

四、实验体会由于首次使用workbench ，画电路图时，不太熟练，用了很长一段时间，才画出了这么几个简单的图。

通过这次实验，巩固了我对运放器和叠加定理的认识。

集成运放实验报告集成运放实验报告引言：集成运放（Integrated Operational Amplifier）是一种重要的电子元件，广泛应用于各种电路中。

本实验旨在通过实际操作和测量，深入了解集成运放的基本原理、特性以及应用。

一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解集成运放的基本原理和特性；2. 学会使用集成运放进行信号放大和滤波；3. 掌握集成运放在各种电路中的应用。

二、实验器材1. 集成运放实验箱；2. 直流电源；3. 函数信号发生器；4. 示波器；5. 电阻、电容等元器件。

三、实验步骤与结果1. 实验一：集成运放的基本特性测量将集成运放与直流电源连接，通过示波器观察输出波形，并测量输入阻抗、输出阻抗、增益等参数。

实验结果显示，集成运放具有高输入阻抗、低输出阻抗和大增益的特点。

2. 实验二：非反相放大电路的设计与测量根据给定的电路图，搭建非反相放大电路，通过函数信号发生器输入信号，测量输出波形和增益。

实验结果表明，非反相放大电路能够将输入信号放大，并保持波形不变。

3. 实验三：反相放大电路的设计与测量按照电路图要求，搭建反相放大电路，通过函数信号发生器输入信号，测量输出波形和增益。

实验结果显示，反相放大电路能够将输入信号反向放大，并且增益与电阻值相关。

4. 实验四：低通滤波电路的设计与测量根据给定的电路图，搭建低通滤波电路，通过函数信号发生器输入不同频率的信号，测量输出波形和截止频率。

实验结果表明，低通滤波电路能够滤除高频信号，只保留低频信号。

5. 实验五：带通滤波电路的设计与测量按照电路图要求，搭建带通滤波电路，通过函数信号发生器输入不同频率的信号，测量输出波形和通频带。

实验结果显示，带通滤波电路只能通过特定频率范围内的信号，滤除其他频率的信号。

四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了集成运放的基本原理和特性，并学会了使用集成运放进行信号放大和滤波。

实验结果表明，集成运放在电子电路中具有重要的应用价值。

运算放大器实验原理-回复什么是运算放大器？运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种电子器件，它是一种差模放大器。

它具有很高的增益和差模输入，能够将微弱的输入信号放大，是现代电子电路中常见的重要元件。

运算放大器实验原理简介运算放大器实验原理是研究和分析运算放大器的特性和性能的实验方法。

通过实验，我们可以观察到运算放大器的电压增益、输入阻抗、输出阻抗等参数，并对其运行特性进行分析。

运算放大器实验步骤及原理解析1. 实验材料准备：首先准备好所需的实验材料，包括运算放大器芯片、直流电源、函数发生器、电阻、电容等元件。

2. 搭建实验电路：根据实验需求，搭建运算放大器实验电路。

常见的运算放大器实验电路包括非反相放大器、反相放大器、总反馈放大器等。

不同的电路结构会导致不同的电路特性和性能。

3. 进行实验测量：将所需的输入信号连接到运算放大器电路的输入端，使用示波器等仪器测量输出信号。

可以调节函数发生器的频率、幅度等参数，观察输出信号的变化。

同时，还可以通过改变电路中的电阻、电容等元件的数值，观察电路特性的变化。

4. 实验数据分析：根据实验测量结果，计算运算放大器的电压增益、输入阻抗、输出阻抗等参数。

通过对数据的分析，可以进一步理解运算放大器的工作原理和特性。

5. 结果比较与总结：将实验测得的数据与理论值进行比较，分析实验结果与理论值之间的差异。

总结实验结果，讨论实验中可能的误差来源和改进的方法。

运算放大器实验原理的应用1. 信号放大：运算放大器广泛应用于信号放大领域。

通过调节运算放大器的电路参数，可以实现不同的放大倍数和频率响应，满足不同的信号放大需求。

2. 滤波器设计：运算放大器可以构成各种滤波器电路，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

通过调节电路参数，可以实现对特定频率信号的滤波效果。

3. 运算器：运算放大器还可以被用作运算器，实现各种数学运算，如加法、减法、乘法、积分等。

5集成运放电路实验报告实验目的：1.熟悉基本的集成运放电路的组成和功能；2.了解非反转运放电路、反转运放电路及运算放大器电路的工作原理；3.学会使用运放电路进行信号放大、滤波和求和。

实验仪器：1.电源供应器2.六组运筹放大器模数器件3.信号发生器4.示波器5.可调电阻6.电容7.电感实验原理：集成运放是一种重要的模拟电子器件，可广泛应用于电子电路中。

它具有高放大倍数、输入阻抗高、输出阻抗低等特点，在模拟电路的设计中起到了重要作用。

实验一：非反转运放电路非反转运放电路可以实现信号的放大，其电路图如下：Rf------------↑----------，OUVref---------+， -， VouV1，+--------R1R++----------```实验二：反转运放电路反转运放电路可用于信号放大和求逆，其电路图如下：```Rf--------↑--------，-，V1-----，+R1++----------```实验三：运算放大器电路运算放大器是一种特殊的运放电路，可以实现加法、减法、乘法和除法等运算。

其电路图如下：```Rf---------↑-------------，OUVref1--------V1-------------------Rg```实验步骤：1.使用示波器测量电源供应器的输出电压，调整到所需电压范围内；2.将非反转运放电路连接好，并连接示波器检测输出波形；3.调整电阻值，观察输出波形的变化；4.按照同样的方式，搭建反转运放电路进行实验；5.最后，搭建运算放大器电路进行实验，观察输出波形的变化。

实验结果：1.非反转运放电路实验中，当Rf=10kΩ，R1=2.2kΩ，V1=2V时，输出波形经过放大后为4V；2.反转运放电路实验中，当Rf=10kΩ，R1=2.2kΩ，V1=2V时，输出波形经过放大后为-4V；3. 运算放大器电路实验中，V1=2V，Vref1=4V，Rf=10kΩ，R1=2.2kΩ，Rg=3kΩ，输出波形为两个输入信号的和。

目录1实验目的2 2实验原理23实验设计33.1实验I基础型实验 (3)3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常 (3)3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性 (3)3.2实验II设计型实验 (4)3.2.1减法器的设计 (4)4实验预习仿真44.1电压跟随器——检测运放是否正常 (4)4.2反相比例运算放大器电压放大特性 (5)4.3减法器设计 (6)5数据处理7 6实验总结9 7思考题9 8实验讨论91实验目的•深刻理解集成放大器工作在线性工作区时,遵循的两条基本原则——虚短、虚断•熟悉集成运算放大器的线性应用。

•掌握比例运算等电路、训练设计运放电路的能力。

2实验原理集成运算放大器是一种高电压放大倍数的多级直耦放大电路,在深度负反馈条件下,集成运放工作在线性工作区,它遵循两条基本原则：1.虚短：U i=U−−U+≈02.虚断：I N≈I p≈0（非线性区也成立）用途:广泛应用于各种信号的运算处理、测量以及信号的产生、变换等电路中。

图1：运算放大器符号3实验设计3.1实验I基础型实验3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性3.2实验II设计型实验3.2.1减法器的设计1.自行设计运放电路，要求实现u0=2u i2−u i12.将u i分别设置为以下两组信号，验证电路是否满足要求4实验预习仿真4.1电压跟随器——检测运放是否正常图2：Multisim接线图3：Multisim结果4.2反相比例运算放大器电压放大特性图4：Multisim 接线图5：Multisim 结果U i (V )理论值(V )实测值(V )U N U P U O U O U iU N U P U O U O U i-0.300310455.314µV 564.134µV 3.012V 10.040.3-310563.904µV489.999µV-2.987V9.964.3减法器设计设计如图所示：表3：验证结果波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V3.04V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V2.98V5数据处理表1U i(V)理论值(V)实测值(V)U N U P U O U OU iU N U P U O U OU i-0.3003100.1mV0.2mV 3.66V12.20.300-310-0.1mV0-3.65V12.16表2波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V 3.00V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V 3.24V1.完成表1，并绘制基础型实验的运放的电压传输特性;2.列出基础型实验中U i和U o理论关系式，并和仿真数据、实际数据比较;•电压跟随器u i=u o仿真数据中u i=u o,实验数据u i=1.00V,u o=1.04V,在误差允许范围内，所以等式也成立。

实验一运放器的放大原理及叠加定理的验证一、实验目的1.初次试验, 基本掌握workbench的基本操作；通过实验测定一运放器的放大倍数, 并与用节点法算出来的理论值进行对比, 验证节点法的正确性；用几个简单的电路, 验证线性电阻叠加原理。

二、实验原理运放器原理: 运放器的输入端, 分别加载电压U+和U-, U+与U-的电势差十分小, 约等于零, 经过运放器后, 输出电压为电势差的若干倍（可达到105~107倍）。

运放器模型图三、2.叠加定理: 对于一个具有唯一解的线性电路, 由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压, 等于各个独立电源单独作用时在相应支路中形成的电流或电压的代数和。

四、实验过程1.运放器：（1）画电路图, 测得结果如下图:（2）图中: R1=R3=R4=1Ω,R2=5Ω电压表读数为13.20v。

用节点法计算放大的倍数:该图4个节点如图所示, 节点2、4的节点方程分别为：)(0)(334433211223=-+=--+U G U G G U G U G U G G 根据运放器特点（即虚短虚断）, 补充方程Us U U U ==142故解得==30U U Us R R R R R R R R 31424232-+v 20.13= 所以节点法可以用于计算运放器放大倍数的理论值。

2.叠加定理的验证（1）如下所示画出4个电路图图中Us1=6v, Us2=12v, Is=3A, 电阻全为2Ω四、电压表均测同一电阻的电压。

左上角图为Us1, Us2, Is 同时作用时的电压U0=-4v, 右上角, 左下角, 右下角电路分别是Is, Us1, Us2作用下, 同一电阻的电压分别为U1=2v, U2=2v, U3=-8v, 所以五、 , 即线性电路的叠加定理得到验证。

六、实验体会由于首次使用workbench, 画电路图时, 不太熟练, 用了很长一段时间, 才画出了这么几个简单的图。

通过这次实验, 巩固了我对运放器和叠加定理的认识。

集成运放实验报告
一、实验内容
本次实验有两个目的：
1、学习集成运放器（Integrated Operational Amplifier）原理及其基本特性。

2、实现4级级联放大器，实验者要求将放大后的信号接到音箱上，在视觉上调节输入信号的大小，而无需任何外部仪器及辅助电路的情况下实现对输出信号的控制。

二、实验准备
实验前先查阅及准备一些基础理论，以利于理解操作过程中的变化，将电路图画出，清楚的理解其行为，熟悉试验电路并熟悉每个元件的性质，在此基础上检查实验准备是否齐全。

三、实验步骤
（1）先了解集成运放器原理，清楚其位移放大电路，了解集成运放器的基本特性，它可以实现大范围放大信号。

（2）根据目标功能，搭建实验电路，采取四级级联放大，运用集成运放器达到放大信号的目的，然后将输出信号接到音箱上，利用变阻器调节放大器的输入信号等级。

（3）最后，连接对应的电源线，查看设备运行是否正常，检查线路有无漏电，有无错接的线路，，如果没有可以放心使用。

四、实验结果
本次实验中，级联放大器把电路中的输入信号放大到输出信号，可以大幅度调节输出信号的等级，而无需任何外部仪器及辅助电路，测试结果证明级联放大器确实达到了预期的电路效果，实现了输出信号的控制以及增益的调节。

五、总结
通过本次实验，实现了无外接仪器就可以大幅度改变输出信号强度的级联放大器，掌握了常用集成运放器，以及其优势与功能，增进对运放器及其原理的理解。