实验5-集成运算放大器的应用(一)直流信号

模拟电子技术实验报告第（5 ）次实验实验名称：_运算放大器专业班级：自动化姓名：学号：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、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Aud=∞输入阻抗ri=∞输出阻抗ro=0带宽fBW=∞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征：1、输出电压uo与输入电压之间满足关系式子uo=Aud(u+—u-)由于Aud=∞，而uo为有限值，因此，u+—u-≈0,。

即u+≈u-，称为“虚短”。

2、由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB=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4-1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R2=R1//RF（2）反相加法电路电路如图4-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为（3）同相比例运算电路图4-3（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（4）差动放大电路（减法器）对于图4-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式（5）积分运算电路反相积分电路如图4-5所示。

在理想化条件下，输出电压uo等于式中uc(o) 是t=0 时刻电容C 两端的电压值，即初始值。

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 RU 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 OOU U图8—1 图8—22)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 RU 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。

《电子技术基础》实验指导书勘查专业适用信息学院实验中心2014年9月目录第一部分《模拟电子技术》实验................................................................ - 1 -实验一电子仪器使用及常用元件的识别与测试 ..................................... - 3 -实验二晶体管共射极放大电路.................................................................. - 6 -实验三多级放大电路中的负反馈（仿真） ........................................... - 10 -实验四由集成运算放大器组成的文氏电桥振荡器（仿真） ............... - 12 -实验五集成运算放大器.................................................... 错误!未定义书签。

第二部分《数字电子技术》实验.............................................................. - 17 -实验一组合逻辑电路................................................................................ - 17 -实验二触发器............................................................................................ - 19 -实验三计数器设计.................................................................................... - 22 -实验四计数、译码和显示电路设计（仿真） ......................................... - 23 -第一部分《模拟电子技术》实验实验一电子仪器使用及常用元件的识别与测试一、实验目的1．掌握常用电子仪器的基本功能并学习其正确使用方法；2．学习掌握用双踪示波器观察和测量波形的幅值、频率及相位的方法；3．掌握常用元器件的识别与简单测试方法。

北京邮电大学实验报告课程名称：电子电路基础实验名称：集成运算放大器的运用通信工程系23班姓名：郭奥教师：魏学军成绩：2011年11月28日一：实验目的1．研究有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功能2．了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题3．提高独立设计和独立完成实验的能力二：实验器材三：预习思考题1. 本实验哪些电路需要调零？若需要如何操作？所有需要放大含有直流分量的应用场合，都必须进行调零，即对运放本身（主要是差动输入级）的失调进行补偿，以保证运放闭环工作时，输入为零时输出也为零。

操作时分两种情况：① 有的运放已有引出的补偿端，只需按照器件手册的规定接入调零电路即可。

② 对于没有设调零端的运放，可将电路的输入端接地，用万用表直流电压档或示波器的DC 耦合档接在电路的输出端，调节电位器，使输出为零。

2. 在反相加法器中，如ui1和ui2均采用直流信号，并选定ui2=-1V ，当考虑到运算放大器的最大输出幅度（V 12±）时，|ui1|的大小不应超过多少伏？答：2/)2(1uo ui ui --=故|ui1|max=6.5V3. 在积分电路中，如F C k R μ7.4,1001=Ω=，求时间常数。

假设ui=0.5V,问要使输出电压uo 达到5V ，需要多长时间？答：47.0*1==C R τ)0(1)(0uc uidt RC t uo t+-=⎰t=4.7s 4. 为了不损坏集成芯片，试验中要注意什么问题？答：切记正、负电源极性接反和输出端短路。

四：实验电路图：反相比例运算电路反相加法运算电路积分运算电路五：实验步骤：1.反相比例运算电路（1）设计一个反相放大器，Au=-5V，Rf=10KΩ，供电电压为±12V。

（2）输入f=1kHz、ui=100mV的正弦交流信号，测量相应的uo，并用示波器观察uo和ui的波形和相位关系，记录输入输出波形。

集成运算放大器的线性应用实验佘新平编写一、 实验目的1．了解集成运放的使用方法；2．熟悉集成运放的双电源和单电源供电方法；3．掌握集成运放构成各种运算电路的原理和测试方法。

二、 实验仪器及器件 1．双踪示波器； 2．直流稳压电源； 3．函数信号发生器；4．数字电路实验箱或实验电路板；5．数字万用表；6．集成电路芯片uA741 2块、瓷片电容0.01uF2个、电阻10k 10个、20k 5个、30k 2个、50k 2个、100k 2个、5.1k 1个、3.3k 1个、680k 1个，10k 电位器3个。

三、 预习要求1．熟悉集成电路芯片uA741的引脚图及功能； 2．掌握集成运放的工作特点；3．掌握构各种运算电路的形式及工作原理。

四、实验原理（1）集成运放简介集成电路运算放大器（简称集成运放或运放）是一个集成的高增益直接耦合放大器，通过外接反馈网络可构成各种运算放大电路和其它应用电路。

集成运放uA741的电路符号及引脚图如图1所示。

图1 uA741电路符号及引脚图任何一个集成运放都有两个输入端，一个输出端以及正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端等。

（a ）电源端：通常由正、负双电源供电，典型电源电压为±15V 、 ±12V 等。

如：uA741的7脚和4脚。

（b ）输出端：只有一个输出端。

在输出端和地（正、负电源公共端）之间获得输出电压。

如：uA741的6脚。

最大输出电压受运放所接电源的电压大小限制，一般比电源电压低1～2V ；输出电压的正负也受电源极性的限制；在允许输出电流条件下，负载变化时输出电压几乎不变。

这表明集成运放的输出电阻很小，带负载能力较强。

调零V - V + -V cc调零 +V cc NC V O（c ）输入端：分别为同相输入端和反相输入端。

如：uA741的3脚和2脚。

输入端有两个参数需要注意：最大差模输入电压V id max 和最大共模输入电压V ic max。

三墩职业技术学院实验报告课程名称：电子电路设计实验指导老师： 成绩：__________________实验名称：集成运算放大器应用电路研究 实验类型：设计 同组学生：__________ 一、实验目的 二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备 五、实验步骤与过程 六、实验调试、实验数据记录 七、实验结果和分析处理 八、讨论、心得一、实验目的1、研究由集成运放构成的比例、加法、减法等基本运算电路的组成与功能，加深对集成运放线性应用电路结构和性能特点的理解，掌握其设计方法。

2、研究放大电路增益带宽积与单位增益带宽的关系。

3、了解运算放大器构成的基本运算电路在实际应用时的局限性和应考虑的问题。

二、实验任务与要求 总体要求：（1）实验电路的选择和外围元件参数的确定要有依据和计算过程。

（2）运放电源电压 ±（12~15）V 。

（3）原始数据记录要详尽。

1、反相放大器的设计研究（1）设计一反相放大电路，要求10||,10=Ω=v i A k R 。

（2）安装该电路，加1kHz 正弦信号，研究输入、输出信号的幅度、相位关系。

2、设计并安装一个算术运算电路，要现：)5.0(21i i o V V V +-=1i V 用直流、2i V 用正弦信号在合适的幅度和频率围，进行验证并记录波形及参数。

3、增益带宽积研究在合适的幅度和1kHz的频率下，测出输出信号的峰峰值，然后逐渐加大频率，直至输出信号峰峰值变为原来的0.707倍，测下此时的电压。

比较不同的反馈电阻（即不同增益）对上限截止频率的影响。

三、实验方案设计与实验参数计算1、理论基础（1）集成运放高电压增益、高输入电阻、低输出电阻、直接耦合的多级放大集成电路。

在运放输出端与输入端之间接不同的反馈网络，可实现不同用途的电路：信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）、波形产生和变换等。

集成运算放大器的应用实验报告引言集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种常用的电子元器件，广泛应用于各种电路中。

本实验主要目的是通过实践操作，掌握Op Amp的基本原理、特性以及应用。

本文档将详细记录实验过程、结果分析以及心得体会。

实验设备与材料1.集成运算放大器芯片2.电源（直流电源和信号发生器）3.示波器4.电阻、电容等基本元件5.连接线和面包板6.多用途实验电路板实验目标1.了解集成运算放大器的基本原理和特性。

2.熟悉使用Op Amp进行电压放大、非反相放大、反相放大等基本运算。

3.掌握Op Amp的应用范围和适用条件。

4.实验结果的数据测量和分析。

5.总结实验心得，进一步巩固理论知识。

实验原理集成运算放大器的基本原理集成运算放大器是一种具有高增益、输入阻抗大、输出阻抗小的电子放大器。

它通常由差动放大器和输出级组成。

集成运算放大器的输入端有两个，分别为非反相输入端（+）和反相输入端（-）。

输出端的电压和电源电压之间的差值称为放大倍数，通常表示为A。

集成运算放大器的主要特点有以下几个方面：1.无穷大的增益：理论上，集成运放的增益可以达到无穷大。

2.高输入阻抗：集成运放的输入电阻非常大。

3.低输出阻抗：集成运放的输出电阻非常小。

4.大信号频率响应范围宽：集成运放的频带宽度一般为几十到上百MHz。

Op Amp的应用电压放大器电压放大器利用Op Amp的高增益特性，将输入信号进行放大。

输入信号经过放大后，输出信号可以达到较高的幅度。

电压放大器通常采用非反相放大电路，输出信号与输入信号的相位关系相同。

非反相放大器非反相放大器是一种常见的Op Amp应用电路。

它实际上是电压放大器的一种特殊形式。

非反相放大器的特点是输出信号与输入信号具有相同的相位关系，通过选择合适的电阻比例，可以实现不同的电压放大倍数。

反相放大器反相放大器也是一种常用的Op Amp应用电路。

模电设计性实验报告——集成运算放大器的运用之模拟运算电路重庆科技学院设计性实验报告学院:_电气与信息工程学院_ 专业班级: 自动化1102学生姓名: 罗讯学号: 2011441657实验名称: 集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路完成日期:2013年 6月 20 日重庆科技学院学生实验报告集成运算放大器的基本应用——课程名称模拟电子技术实验项目名称模拟运算电路开课学院及实验室实验日期学生姓名罗讯学号 2011441657 专业班级自动化1102 指导教师实验成绩实验六集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路一、实验目的1、研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法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有些问题二、实验仪器1、双踪示波器;2、数字万用表;3、信号发生器三、实验原理在线性应用方面，可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。

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//。

RF 100k1 5 4 R1 10k2 Ui 6 Uo3 U1 R2 9.1k 7图6-1 反相比例运算电路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:////RF 100kR1 10k Ui1 4 1 5 R2 20k 2 Ui2 6 Uo 3 U1 R3 6.2k 7图6-2 反相加法运算电路3) 同相比例运算电路图6-3(a)是同相比例运算电路。

RF 100k1 5 4 R1 10k 26 Uo 3R2 9.1k U1 7RF10k4 1 526 R2 Uo 3 Ui 10k U1 7(a)同乡比例运算 (b)电压跟随器图6-3 同相比例运算电路它的输出电压与输入电压之间关系为://当即得到如图6-3所示的电压跟随器。

图中,用以减小漂移和起保护作用。

一般取10KΩ,太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。

集成运算放⼤器的应⽤实验报告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（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。

实验准备1,使用函数信号发生器及直流稳压电源是应注意什么？答：应注意正确将函数信号发生器和直流稳压电源要注意要接地。

2，如何用示波器测量正弦波信号的频率和电压大小？答:看示波器的“v/div”和“T/div”对应示波器上的格子，读出电压的峰峰值U和周期，求出电压和频率。

3双踪示波器的“断续”和“交替”工作方式之间的差别是什么？4，晶体管毫伏表测出的是正弦波的什么值？如果波形不是正弦波，是否采用晶体管毫伏管来测量器电压值？答：测出的是正弦波的有效值，能。

5．晶体毫伏表与万用表的交流表电压档有何不同？答：晶体毫伏表测出的是电压的有效值。

交流表电压档测出的是电路中的瞬时电压。

实验一1测量静态工作点用何仪表？测量放大倍数用何仪表？答：测量静态工作点用万用表，测量放大倍数用晶体毫伏表。

2．如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应注意什么？答：不断减小输出频率，和调节R调出正弦波，并调出最大不失真。

3测量R档数值，不断开于基极的连线，行吗？为什么？答：不行，因为会影响R的数值。

4．放大器的非线性失真在那些情况下可能出现？5．负载电阻R8变化时对放大器电路的静态工作点Q有误影响？对放大倍数Au有无影响？答：对静态工作点Q有影响，对放大倍数Au有影响。

实验二1．第二级的接入给第一级的电压放大倍数带来什么影响？为什么？答：减小了第一级的放大倍数2．二级单独工作是测出的电压放大倍数的乘积是否等于二级连接工作测得的总的电压放大倍数?答：不等于3．第一级的输出不经耦合电容C2，而直接接到第二级的基极，对电路的静态工作点有何影响？第二级有无负载对第一级的输出以及第一，第二级的静态工作点有无影响？答:会使第一级与第二级的静态工作点相互影响，第一级的集电极与第二级的基极等电势。

无影响4．为什么放大器在频率较低或较高时，电压放大倍数均要下降？答:放大器都有其放大的频率范围。

实验三：负反馈放大电路1·本实验属于什么类型的反馈？作用如何？答：电流并联负反馈2·如果要在实验三上的基础上（不增加放大倍数的级数）构成并联电流负反馈，应如何连线？实验四：差动放大电路1·差动放大器的差模输出电压是与输入电压的差还是和成正比例？答：与差成正比例2·当加到差动放大器两管基极的输入信号幅值相等，相位相同时，理想情况下的双端输出电压等于多少？答：输出电压为零3·差动放大器对差模输入信号起放大作用，还是起抑制作用？对共模信号呢？答：对差模信号起放大作用，对共模信号起抑制作用。

《电子技术基础》实验指导书电子技术课组编信息与通信工程学院实验一常用电子仪器的使用一、实验类型-操作型二、实验目的1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

三、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。

它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。

实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。

接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。

信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1、示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。

现着重指出下列几点：1）、寻找扫描光迹将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：①适当调节亮度旋钮。

②触发方式开关置“自动”。

③适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。

（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。

）2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。

“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。

“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。

3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。