集成运放组成的基本运算电路实验报告

实验报告课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 张冶沁 成绩：__________________ 实验名称： 基本运算电路设计 实验类型： 电路实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。

2.掌握基本运算电路的调试方法。

3.学习集成运算放大器的实际应用。

二、实验内容和原理1.实现反相加法运算电路2.实现反相减法运算电路3.用积分电路将方波转换为三角波4.同相比例运算电路的电压传输特性（选做）5.查看积分电路的输出轨迹（选做）三、主要仪器设备HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源 示波器、信号发生器、万用表 实验箱LM358运放模块四、操作方法和实验步骤1.两个信号的反相加法运算1) 按设计的运算电路进行连接。

2) 静态测试：将输入接地，测试直流输出电压。

保证零输入时电路为零输出。

3) 调出0.2V 三角波和0.5V 方波，送示波器验证。

4) V S1输入0.2V 三角波，V S2输入0.5V 方波，用示波器双踪观察输入和输出波形，确认电路功能正确。

记录示波器波形（坐标对齐，注明幅值）。

2. 减法器（差分放大电路）减法器电路，为了消除输入偏置电流以及输入共模成分的影响，要求R1=R2、RF=R3。

专业： 姓名：学号： 日期： 地点：学生序号61) 按设计的运算电路进行连接。

2) 静态测试：输入接地，保证零输入时为零输出。

3) V S1和V S2输入正弦波（频率和幅值），用示波器观察输入和输出波形，确认电路功能正确。

4) 用示波器测量输入和输出信号幅值，记到表格中。

3.用积分电路转换方波为三角波电路中电阻R2的接入是为了抑制由I IO、V IO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。

.课程名称： 电路与电子技术实验 指导老师： 成绩： 实验名称： 集成运放组成的基本运算电路实验 实验类型： 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能；2. 掌握集成运算放大电路的三种输入方式。

3. 了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题；4. 理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响；5. 学会用集成运算放大器实现波形变换二、实验内容和原理1. 实现两个信号的反相加法运算2. 输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值3. 实现单一信号同相比例运算(选做)4. 输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值，测量闭环传输特性：Vo = f (Vs)5. 实现两个信号的减法(差分)运算6. 输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值7. 实现积分运算(选做)8. 设置输出初态电压等于零；输入接固定直流电压，断开K 2，进入积分；用示波器观察输出变化(如何设定X 轴,Y 轴和触发方式)9. 波形转换—方波转换成三角波10. 设：Tp 为方波半个周期时间；τ=R 2C11. 在T p<<τ、T p ≈τ 、T p>>τ三种情况下加入方波信号，用示波器观察输出和输入波形，记录线性情况和幅度的变化。

三、主要仪器设备1. 集成运算电路实验板；通用运算放大器μA741、电阻电容等元器件；2. MS8200G 型数字多用表；XJ4318型双踪示波器；XJ1631数字函数信号发生器；DF2172B 型交流电压表；HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源 。

实验名称：姓名：学号：装订线四、实验内容、数据记录及处理分析1.读取几个元器件的标称，并用万用表测量其真实值2.实现两个信号的反相加法运算实验仿真电路图如下⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=22f11fSSOvRRvRRv实验名称： 姓名： 学号：装订 线实验数据记录测量输入和输出信号的幅值，并用示波器观察输入和输出信号波形，将实验结果记录在下述表格中：Time0s0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0msV(Vo)-2.0V0V2.0VSEL>>V(Vs2)-100mV0V100mVV(Vs1)-100mV0V100mV实验名称：姓名：学号：装订线根据公式，由两个Vs，计算Vo得到Vo=—（10*72.12mV+10*72.12mV）= 1.4424V 与实验所得数据1.7V相差不大，可以接受，会产生此误差，可能因为电阻等元件存在误差，也可能运算放大器本身在无信号输入时就已经有输出。

基本运算电路——实验报告一、实验目的1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。

2.掌握用集成运算放大器构成比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。

3.正确理解运算电路中各元件参数之间的关系和概念。

二、实验仪器WLSY-I型数电模电实验箱、数字交流毫伏表、基本运算电路板三、实验原理1.理想运算放大器特性基本知识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成为理想运放。

开环电压增益A Vd=∞输入阻抗r i=∞输出阻抗r0=0带宽f WW=∞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U0与输入电压之间满足关系式U0=A Vd（U+-U-）由于A Vd=∞，而U0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较小。

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。

本实验采用LM358或LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。

运算放大器具有高增益、高输入阻抗的直接耦合放大器。

它外加反馈网络后，可实现不同的电路功能。

如果反馈网络为线性电路，运算放大器可实现加、减、微分、积分运算；如果反馈网络为非线性电路，则可实现对数、乘法、除法等运算；除此之外还可组成各种波形发生器，如正弦波、三角波、脉冲波发生器等。

2.反相比例运算电路反相比例运算电路如图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u0=-R f/R1*u iA vf=-R f/R1图1 反相比例运算电路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’=R1//R f。

实验四 集成运放组成的基本运算电路一． 实验目的1．掌握集成运算放大器的正确使用方法。

2．了解集成运算放大器在信号放大和模拟运算方面的应用。

二． 实验设备实验箱 1个实验电路板 1个数字万用表 1个三． 简述运算放大器是具有两个输入端和一个输出端的高增益、高输入阻抗的多级直接耦合电压放大器。

只要在集成运放的外部配以适当的电阻和电容等器件就可构成比例、加减、积分、微分等模拟运算电路。

在这些应用电路中，引入了深度负反馈，集成运放工作在线性放大区，属于运算放大器的线性应用范畴，因此分析时可将集成运放视为理想运放，运用虚断和虚短的原则。

虚断：即认为流入运放两个净输入端的电流近似为零。

虚短：即认为运放两个净输入端的电位近似相等(u +≈ u -)。

从而可方便地得出输入与输出之间的运算表达式。

使用集成运算放大器时，首先应根据运放的型号查阅参数表，了解其性能、指标等，然后根据管脚图连接外部接线（包括电源、调零电路、消振电路、外接反馈电阻等等）。

四． 设计实验要求1. 设计由双列直插通用集成运放μA741构成的基本运算电路，要求实现：反相比例运算，反相加法运算，同相比例运算，电压跟随器，差动运算（减法运算）等5种运算。

每一运算电路需要设计两种典型的输入信号。

2. 自己设计选择电路参数和放大倍数，画出电路图并标出各电阻的阻值（μA741的最大输出电流小于10mA ，因此阻值选取不能小于1KΩ）。

3. 自拟实验步骤。

4. 电源电压一律取12V ±。

本实验用直流信号源，自己选择输入信号源的取值，已知信号源（5i u V ≤）。

5. 设计举例：反相比例运算电路的设计反相比例放大器的运算功能为：1R R u u A F i o uf -==； 设,10-=uf A 负反馈电阻Ω=K R F 100；可以计算出110R K =Ω，平衡电阻100//109.1R K '=≈Ω。

max =9o u V，max max 90.910o i uf u u V A ∴≤==，即输入信号的设计值小于0.9V ±。

实验13 集成运放组成的基本运算电路一、实验目的：1．掌握集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能。

2．了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。

3．掌握在放大电路中引入负反馈的方法。

二、实验内容1．实现两个信号的反相加法运算。

2．实现同相比例运算。

3．用减法器实现两信号的减法运算。

4．实现积分运算。

5．用积分电路将方波转换为三角波。

三、实验准备1．复习教材中有关集成运放的线性应用部分。

2．拟定实验任务所要求的各个运算电路，列出各电路的运算表达式。

3．拟定每项实验任务的测试步骤，选定输入测试信号υS 的类型（直流或交流）、幅度和频率范围。

4．拟定实验中所需仪器和元件。

5．在图9.30所示积分运算电路中，当选择υI ＝0.2V 时，若用示波器观察υO （t ）的变化轨迹，并假定扫速开关置于“1s/div ”，Y 轴灵敏度开关置于“2V/div ”，光点一开始位于屏幕左上角，当开关S 2由闭合转为打开后，电容即被充电。

试分析并画出υO 随时间变化的轨迹。

四、实验原理与说明由集成运放、电阻和电容等器件可构成比例、加减、积分、微分等模拟运算电路。

在这些应用中，须确保集成运放工作在线性放大区，分析时可将其视为理想器件，从而得出输入输出间的运算表达式。

下面介绍几种常用的运算电路：1．反相加法运算电路如图9.27所示，其输入与输出之间的函数关系为：)(2211I f I fO v R R v R R v +-=图9.27 反相加法运算电路 通过该电路可实现信号υI1和υI2的反相加法运算。

为了消除运放输入偏置电流及其漂移造成的运算误差，须在运放同相端接入平衡电阻R 3，其阻值应与运放反相端的外接等效电阻相等，即要求R 3= R l ∥R 2∥R f 。

实验时应注意：（1）为了提高运算精度，首先应对输出直流电位进行调零，即保证在零输入时运放输出为零。

（2）输入信号采用交流或直流均可，但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频率响应和输出幅度的限制。

实验九运算放大器的基本运算电路（一）一、实验目的1、了解运算放大器的基本使用方法2、应用集成运放构成基本的运算电路，测定它们的运算关系3、学会使用线性组件u A741二、实验电路运算放大器有三种连接方式：反相、同相、和差动输入，本实验主要做比例运算。

三、实验内容及步骤首先将元件在模拟实验机上连接好电路，经检查无误后，方可接通电源（建议为±12V）。

1、调零：在实验仪上连成图9-1所示电路，接通电源后，调节零电位器R W，使输出V O=0，运放调零后，在后面的实验中均不用调零了。

图9-12、反相比例运算：电路如图9-2所示：根据电路参数计算A=V0 /V i=?按给定的V i值计算和测量对应的V0值，把结果记入表9-1中图9-2V i0.3V 0.5V 0.7V 1.0V 1.1V 1.2V 理论值V0实测值V0放大倍数 A3、同相比例运算：电路图如下：图9-3根据电路参数，按给定的V i值和测量出对应不同V i值的V O值，把计算结果和实测数据记入表9-2中表9-2V i0.3V 0.5V 0.7V 1.0V 1.1V 1.2V 理论值V0实测值V0放大倍数 A四、实验设备：1、实验板2、示波器3、信号发生器4、毫伏表5、数字万用表五、实验报告1、整理实验报告，填写表格。

2、分析各运算关系实验十 运算放大器的基本运算电路（二）一、实验目的掌握加法运算，减法运算的基本工作原理及测试方法二、实验内容1、加法运算电路图如下：图10-1V i1V i2首先将元件在模拟实验机上连接好电路，经检查无误后，方可接通电源（建议为±12V ）。

检测几组不同的V i1和V i2的值，对应的输出电源V O 值，验证： 1212V ()f f O i i R R V V R R =−+，312////f R R R R =将计算结果及测试的值填入表10-1中 表10-1输入信号V i1 0V 0.3V 0.5V 0.7V 0.6V 0.5V 输入信号V i2 0.3V 0.2V 0.3V 0.4V 0.4V 0.5V 理论值V 0实测值V 0 2减法运算：电路图如图10-2所示：图10-2V i1V按上图在实验机连接好电路，经检查无误后方可接通电源，然后在输入端给入几组不同的V i2和V i2的值，测量出对应的输出V O 的值，验证：2112V f f O i i R R V V R R =− 21R R = 4R f R =表10-2输入信号V i1 1.0V 0.7V 0.6V 0.5V 0.3V 0.2V 输入信号V i2 1.2V 1.0V 0.8V 0.6V 0.5V 0.4V 理论值V0实测值V0三、实验设备：1、实验板2、示波器3、信号发生器4、毫伏表5、数字万用表四、实验报告1、整理实验报告，填写表格。

实验一 集成运放的线性运算电路实验报告一、实验目的1．掌握运放运算电路的测量分析方法。

2．巩固集成运放几种典型运算电路的用法，掌握电路元、器件选择技巧。

二、实验仪器与设备1．模拟电路实验箱：包括本实验所需元器件； 2．双踪示波器1台； 3．万用电表1台。

三、实验原理1．反相求和运算电路图1-1为典型的反相求和运算电路，输出U o 与输入U I 有如下关系U O =−(R F R 1U I1+R F R 2U I2+R FR 3U I3)若设R 1=R 2=R 3=R F ，上式可简化为U O =−(U I1+U I2+U I3)图1-1 反相求和运算电路2．差分比例运算电路图1-2为差分比例运算电路，输出U o 与输入U I 有如下关系U O =−R FR(U I1−U I ′) 电路的输入电阻为R i ≈2R图1-2 差分比例运算电路四、实验内容与步骤1．反相求和运算电路实验（1）按照图1-1连接电路；（2）调节实验箱上的可调电阻器，在0～1.5V范围内分别为U I1、U I2、U I3选择一组给定值；（3）测量输入电压U I1、U I2、U I3和输出电压U o，将测量结果填入下表中；2．差动比例运算电路实验（1）按图1-2连接电路电路，接通电源；（2）按下表在输入端加上直流电压，测量对应的输出电压，填入表中，并与计算值比四、预习要求1．复习第1单元有关内容；2．下载或绘制实验记录表；3．预习双踪示波器的使用方法五、实验报告要求1．填写实验表格；2．进行实验小结；3．上传实验报告。

运算集成放大电路实验报告运算集成放大电路实验报告引言：运算集成放大电路（Operational Amplifier, 简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的集成电路元件。

它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，被广泛应用于信号放大、滤波、比较、积分等电路中。

本实验旨在通过搭建运算放大器电路，验证其基本特性，并探究其在不同应用中的工作原理和性能。

实验一：运算放大器的基本特性验证1. 实验目的本实验旨在验证运算放大器的基本特性，包括增益、输入阻抗和输出阻抗。

2. 实验步骤（1）搭建一个基本的运算放大器电路，包括一个运算放大器芯片、两个电阻和一个电源。

（2）通过输入一个信号，观察输出信号的变化，并记录输入输出电压。

（3）更改输入信号的幅度和频率，观察输出信号的变化。

3. 实验结果与分析在实验中，我们发现输出信号与输入信号之间存在一个固定的放大倍数，即运算放大器的增益。

通过调节输入信号的幅度，我们可以观察到输出信号的变化，并根据实际测量结果计算出增益值。

此外，我们还发现运算放大器具有很高的输入阻抗和低的输出阻抗，使其能够有效地接收和驱动外部电路。

实验二：运算放大器的应用1. 实验目的本实验旨在通过实际应用电路，进一步探究运算放大器的工作原理和性能。

2. 实验步骤（1）搭建一个非反相放大电路，观察输入输出信号之间的关系。

（2）搭建一个反相放大电路，观察输入输出信号之间的关系。

（3）搭建一个积分电路，观察输入方波信号在电容上的积分效果。

3. 实验结果与分析在实验中，我们观察到非反相放大电路能够将输入信号放大，并保持与输入信号相同的相位。

而反相放大电路则将输入信号进行反相放大，输出信号与输入信号之间存在180度的相位差。

积分电路则将输入方波信号在电容上进行积分，输出信号为三角波信号。

结论：通过本次实验，我们验证了运算放大器的基本特性，并进一步了解了其在不同应用电路中的工作原理和性能。

运算放大器作为一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子电路中，为信号处理提供了便利和灵活性。

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。