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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。
集成运算放大器的发展与应用1.引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称集成运放）是现代电子电路中的重要组成部分。
它的发展与应用经历了多个阶段，从早期的晶体管放大器到现代的高性能集成运放，其应用领域也在不断扩展。
本文将详细介绍集成运放的发展历程、应用领域、优势以及未来趋势。
2.集成运算放大器的发展2.1早期阶段在集成运放发展的早期阶段，人们主要使用晶体管搭建放大电路。
然而，这种方法的电路复杂，调试困难，且性能不稳定。
2.2晶体管放大器阶段随着晶体管技术的进步，人们开始将多个晶体管集成到一起，形成了晶体管放大器。
这种放大器具有更稳定的性能和更小的体积，但在使用上仍然存在一些不便。
2.3集成电路放大器阶段随着集成电路技术的发展，人们开始将多个晶体管和其他元件集成到一块芯片上，形成了集成电路放大器。
这种放大器具有更高的性能和更小的体积，同时降低了成本。
2.4现代集成放大器阶段随着电子技术的不断进步，现代集成放大器在性能、体积、成本等方面都得到了极大的提升。
同时，为了满足不同应用的需求，各种特殊类型的集成运放也应运而生。
3.集成运算放大器的应用领域3.1信号放大集成运放广泛应用于信号放大领域，用于提高信号的幅度和功率。
3.2模拟运算集成运放可以实现模拟运算，如加法、减法、乘法、除法等，广泛应用于模拟电路中。
3.3数字运算通过数字电路与集成运放的结合，可以实现数字信号的处理与运算。
3.4自动控制集成运放在自动控制系统中起到关键作用，用于实现各种控制算法。
3.5音频处理在音频处理领域，集成运放被广泛应用于音频放大和音效处理。
3.6其他领域除了上述应用领域外，集成运放还广泛应用于通信、测量、电力电子、医疗器械等多个领域。
4.集成运算放大器的优势4.1高增益集成运放具有较高的增益，能够实现对微弱信号的放大。
4.2低失真相比于分立元件搭建的放大电路，集成运放的失真更低。
集成运算放大器
班级：09电控姓名：宋辉学号：31
一、实验目的
了解集成运算放大器的基本运算关系和应用。
二、实验预习要求
了解运算放大器的基本运算关系，并熟悉比例器、加法器、积分器和微分器电路的特点。
三、实验原理
运算放大器的输入连接方式有反相输入和同相输入两种。
反相输入方式用得较多，故这里介绍反相输入时的一些基本运算关系。
1.运算放大器的基本原理
图2.10.1 是运算放大器的简化电路。
由于反相输入运算放大器具有"虚地"现象，于是即有
或
（2.10.1）
从上式可以看出：
图2.10.1 反相输入运算放大器的简化电路
（1）输出电压与输人电压反相；
（2）在Ao很大和深度负反馈情况下，放大器的输出电压与输入电压之间关系，可以简单地由反馈电阻R2与输入端外接电阻R1之比值来确定,而与放大器本身的参数没有多大关系。
（3）为了保证运算精度，要求输入电阻和反馈电阻相对误差小，性能稳定。
改变R1和R2的形式，放大器便能对输入电压进行各种数学运算。
图2.10.2比例器图2.10.3加法器
2.运算放大器的简单应用
（1）比例器和倒相器
电路的连接如图2.10.2所示。
由式（2.10.1）知，该电路执行的是比例运算。
若R1=R2,则，运算构成为倒相器。
图中R3=R1∥R2 。
(2)加法器
电路的连接如图2.10.3所示。
其输出电压和输入电压之间有下述关系
（2.10.2）
可见，是按比例相加的结果，实现了加法运算，故称之为"加法器"。
图中R5≈R1∥R2∥R3∥R4 ,D1、D2用来防止输入电压过大而将运放输入级击穿。
(3)积分器
若在反馈回路接一个电容，输入端接电阻，如图2.10.4（a）所示，则组成一个积分器。
(a) 积分器(b) 输入、输出波形
图2.10.4 积分器和输入、输出波形
当Ao很大时，A点为"虚地"，忽略流入放大器的电流，则，有
即输出电压与输入电压成积分关系。
当为固定值时
（2.10.3）
上式表明按一定比例随时间作直线上升或下降。
不难推论，当为矩形波时，便成为三角波。
如图2.10.4（b）所示。
为保证两个输入端的直流电阻平衡，要求R = R1。
图2.10.5 积分求和电路
一个加法器加一个积分器便组成积分求和器。
电路结构如图2.10.5所示。
图中R3≈R1∥R2。
(4)微分器
图2.10.6 微分器和输入、输出波形
微分器构成电路如图2.10.6（a）所示。
其输出输入之间具有如下微分关系：
（2.10.4）
不难推论，当为矩形波时，便为两个正、负相间的窄脉冲波。
如图2.10.6（b）所示,图中要求R1=R。
四、实验仪器设备
五、实验内容及方法
图2.10.7 实验电路
1.实验电路如图
2.10.7所示。
2.反号、比例和加法运算
（1）按图2.10.7接好测量电路。
（2）反号运算
①将S1置3c端；S2置4b端；S3置3d端，接成反相器。
②将输入端4a与公共地端短接，先调Rp1消除寄生振荡（用示波器监示），然后调Rp2，使（用数字万用表作指示）。
③拆去输入短路线，在输入端（4a）与公共地端加入Vi=0.5V直流电压，用数字万用表测出相应的输出电压Vo，验证是否符合Vo=-Vi 关系。
（3）比例运算
①将S2置3b；S3置1d，接成比例器。
重新消振和调零。
②在输入端(3a)与公共地端加入直流电压Vi = +0.5V，测出Vo,验证是否符合Vo = -5Vi的关系。
③更换R2的阻值和精度重复上述测量，体验Vo = -5Vi的关系受阻值精度的影响。
（4）加法运算
①将S2置4b或3b或1b；S3置2d，接成加法器。
重新消振和调零。
②在三个输入端4a、3a、1a加入直流电压Vi1 = Vi2 = Vi3 = +0.5V，测出Vo，验证是否符合Vo = -(Vi1+5Vi2+5Vi3)的关系。
3.积分和微分运算
（1）积分运算
①将S1置1c；S2置1b；S3置1d，组成积分器。
②当输入电压Vi(t) = Vim为固定值时，则
（2.10.5）
式中Vim为输入信号峰值。
t为输入信号的持续时间。
③在输入端(1a)与地之间加入矩形信号电压（正、负峰值限制在小于0.5Vp-p之内），然后在输出端和输入端用双踪示波器DC档观察积分情况，并绘下输入、输出波形和测定波形的幅度，以便验证（2.10.5）式。
(2) 积分求和运算
①将S1置1c；S2置1b；S3置2d，组成积分求和器。
②在输入端(1a)、(4a)加入矩形信号电压，用双踪示波器观测输出波形。
(3) 微分运算
①将S1置2c；S2置2b；S3置1d，组成微分器。
②在输入端(2a)与地之间加入矩形信号电压（正、负峰值限制在±0.5Vp-p之内），然后用双踪示波器DC档观测其输入、输出波形。
③在相同矩形信号电压和频率条件下，更换电容C1的容量，观测其输出波形，并分析变化的原因。
