2016东南大学模电实验1运算放大器地基本应用

工作电压
4 6.3 10 16 25 32 40 50 63
电压增益测量
函数 发生器
Vi 待测电路 Vo
示波器 毫伏表
电压传输特性曲线测量
示波器
CH1 CH2
函数
待测
发生器 Vi
电路
Vo
一、实验目的
1.深刻理解运算放大器的“虚短”、“虚断”的概念； 熟悉运放在信号放大和模拟运算方面的应用；
2.掌握反相比例运算电路、同相比例运算电路、加法 和减法运算电路等设计方法；
3.学会测试上述运算电路的工作波形及电压传输特性。
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二、实验任务
1.同相输入比例运算电路 A．输入直流信号Vi=±0.5V、2V（用于观察非线性区情况）
用万用表测量Vo值； B．输入f=1kHZ正弦信号，调整输入信号Vi,在输出不失真 情况下测量Avf,并观察电压传输特性。 C. 将Rf改为Rf=0，构成跟随器再测一遍（选做） D. 单电源交流放大器（选做）
其中电路参数请根据要求自行拟定。
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三、实验原理——运算放大器技术指标
特性参数
μA741
理想运放
输入失调电压/mA 2
0
输入偏置电流/nA 80
0
输入失调电流/nA 20
0
输出短路电流/mA 25
∞
开环电压增益/dB 106
∞
共模抑制比/dB
90
∞
转换速率/Vμs-1
20
六、实验用仪器
电子技术实验室5~8室
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东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：电类强化班姓名：学号： 610142实验室:实验组别：同组人员：实验时间：2016年4月10日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法；2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法；3.了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等）的基本概念；4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法；5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。

二、预习思考1.查阅 LM324 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极转换速率(SlewRate)V/us运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。

极限参数最大差模输入电压32V差模输入电压的最大值最大共模输入电压28V共模输入电压的最大值最大输出电流6mA输出电流的最大值最大电源电压3V电源电压的最大值2.设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，RF=100 kΩ，并用multisim 仿真。

其中分压电路由100kΩ的电位器提供，与之串联的510Ω电阻起限流的作用。

3.设计一个同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri>10KΩ，RF=100 kΩ，并用multisim 仿真。

三、实验内容1.基本要求内容一：反相输入比例运算电路各项参数测量实验（预习时，查阅 LM324 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义）。

图反相输入比例运算电路 LM324 管脚图1)图中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ。

运算放大器的基本应用东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路实践第一次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：电一姓名：杨阳学号： 61011108实验室: 101 实验组别：同组人员：实验时间：2019年3月26日评定成绩：审阅教师：实验一运算放大器的基本应用一、实验目的：1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法；2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、幅频特性、传输特性曲线、带宽的测量方法；3、了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念； 4、了解运放调零和相位补偿的基本概念；5、掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法及实验测量技能。

二、预习思考：1、查阅741运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义。

2、设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上；（1）仿真原理图（2）参数选择计算Au要求|AV|=10且为反向比例放大电路，即u0RF10uiR1，又因为Ri>10KΩ，则选择R1=20kΩ，RF=200kΩ，RL=200kΩ,RP=20k//200kΩ。

信号源输入频率为1kHz，峰峰值为10V的方波信号。

A通道为输出信号，B通道为输入信号。

（3）仿真结果由波形图可知，输入Ui=10V，输出Uo=-100V，Au=Uo/Ui=-10，满足设计要求。

3、设计一个电路满足运算关系UO= -2Ui1 + 3Ui2 （1）仿真原理图（2）参数选择计算根据题目要求UO= -2Ui1 + 3Ui2 ，参数选择如上图所示，则有3u3ui2R1202ui2 ui210303032ui122ui22ui13ui2 15ui120u3u0u46ui16u3R4R5（3）仿真结果三、实验内容： 1、基本要求：内容一：反相输入比例运算电路(I) 图1.3中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ。

模拟电路实验报告实验一模拟运算放大电路（一）电气工程学院学号姓名地点104任课教师团雷鸣日期2013.10.23-2013.10.24得分_____________一、实验目的1. 了解运算放大器的基本工作原理，熟悉运放的使用。

2. 掌握反向比例运算器、同向比例运算器、加法和减法运算及单电流放大等电路的设计方法。

3. 学会运用仿真软件Multisim设计电路图并仿真运行。

4. 学会连接运算放大电路，正确接线与测量。

5. 复习各种仪器（数字示波器、万用表、函数发生器等）的使用。

二、实验原理。

1.集成运算放大器是一种电压放大倍数极高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。

2．基本运算电路几种典型的运算电路如下同相放大电路反相放大电路减法电路加法电路三、预习思考。

1、设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上；设计思路：由题意，要使|AV|=10，Ri>10KΩ，所以取RF/R1=10，R1、R2、R4、RF 均大于10 KΩ，R1=R2=20 KΩ，RF=200 KΩ，R4=100 KΩ2.设计一个同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；设计过程：由题意，要使|AV|=11，Ri>100KΩ，则R3=110 KΩ，R2=100 KΩ，RF=1.1MΩ，于是，1+R4/R3=11。

3.设计一个电路满足运算关系VO= -2Vi1+ 3Vi2利用差分放大电路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3))Ui2-(R4/R1)Ui1可得R4=2*R1;R2=0;R3=R1;如上图，取R1=R3=1 KΩ,RF=2KΩ,即可使VO= -2Vi1+ 3Vi2。

2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：电类强化班姓名：学号：610142实验室:实验组别：同组人员：实验时间：2016年4月10日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法；2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法；3.了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等）的基本概念；4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法；5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。

二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义。

LM324参数值单位含义直流参数输入失调电压(Vos) (Offset Voltage ) 3mV一个理想的运放，当输入电压为0时，输出电压也应为0。

但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。

通常在输入电压为0时，存在一定的输出电压。

输入偏置电流(Input bias current) -2nA输入偏置电流保证放大器工作在线性范围，为放大器提供直流工作点。

输入失调5nA 在电流反馈运放中，输入端的电流(Input offset current) 0 不对称特性意味着两个偏置电流几乎总是不相等的。

这两个偏置电流之差为输入失调电流。

温度漂移(Offset Drift) 7uV/°C由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因此也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：电类强化班姓名：学号：610142实验室:实验组别：同组人员：实验时间：2016年4月10日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法；2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法；3.了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等）的基本概念；4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法；5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。

二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参2.设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，RF=100 kΩ，并用multisim 仿真。

其中分压电路由100kΩ的电位器提供，与之串联的510Ω电阻起限流的作用。

3.设计一个同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri>10KΩ，RF=100 kΩ，并用multisim 仿真。

三、实验内容1.基本要求内容一：反相输入比例运算电路各项参数测量实验（预习时，查阅LM324 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义）。

图1.1 反相输入比例运算电路LM324 管脚图1)图1.1 中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ。

按图连接电路，输入直流信号Ui 分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对应不同Ui 时的Uo 值，列表计算Au 并和理论值相比较。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路与电子线路实验Ⅱ第一次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：工科试验班姓名：学号：实验室: 电工电子中心103实验组别：同组人员：实验时间：2019年4月11 日评定成绩：审阅教师：了解运放的基本特性，以运放构成的同相比例放大电路为例，研究运算放大器的转换速率和增益带宽积性能。

二、 实验原理1. 实验一 同相比例放大电路根据运算放大器基本原理及性质，可得00u u i i +-+-====11o F i u R u R =+ 2. 实验二 减法电路的设计3211231(1)F F o R R Ru u u R R R R =+-+ 3. 实验三 波形转换电路的设计1O i u u dt RC=-⎰1.实验内容（补充实验）：（1）设计一个同相输入比例运算电路，放大倍数为11，且 RF=100 kΩ。

输入信号保持Ui＝0.1Vpp不变，改变输入信号的频率，在输出不失真的情况下，并记录此时的输入输出波形，测量两者的相位差，并做简单测出上限频率fH分析。

/°图像14.032.042.647.9（b ）（c ）实验结果分析： 由上表可得，当*0.1*110.778O U AuU V === 时，输出波形已经失真，此时fH=78.86kHz ，φ=47.9°,可以看出相位差与理论值45°存在较小差距，基本吻合。

（2）输入信号为占空比为50%的双极性方波信号，调整信号频率和幅度，直至输出波形正好变成三角波，记录该点输出电压和频率值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析（这是较常用的测量转换速率的方法）。

（a ）双踪显示输入输出波形图（c ） 实验结果分析：7.84/0.501/1/(32*2)dV SR V s V s dt μμ===由SR 的计算公式可得SR ≈0.5V/μs ，与理论值近似（3）将输入正弦交流信号频率调到前面测得的fH，逐步增加输入信号幅度，观察输出波形，直到输出波形开始变形（看起来不像正弦波了），记录该点的输入、输出电压值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析，并和手册上的转换速率值进行比较。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电子电路实验第1 次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：电类强化班姓名：学号：610142实验室:实验组别：同组人员：实验时间：2016年4月10日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法；2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法；3.了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等）的基本概念；4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法；5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。

二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义。

增益带宽积(GBW) 1.2MHz 增益带宽积是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。

这个参数表示增益和带宽的乘积。

转换速率(Slew Rate)0.5V/us 运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。

极限参数最大差模输入电压32V差模输入电压的最大值最大共模输入电压28V共模输入电压的最大值最大输出电流60mA输出电流的最大值最大电源电压30V电源电压的最大值2.设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，RF=100 kΩ，并用multisim 仿真。

其中分压电路由100kΩ的电位器提供，与之串联的510Ω电阻起限流的作用。

3.设计一个同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri>10KΩ，RF=100 kΩ，并用multisim 仿真。

三、实验内容1.基本要求内容一：反相输入比例运算电路各项参数测量实验（预习时，查阅LM324 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义）。

模拟电路实验报告实验一模拟运算放大电路（一）电气工程学院学号姓名地点104任课教师团雷鸣日期2013.10.23-2013.10.24得分_____________一、实验目的1. 了解运算放大器的基本工作原理，熟悉运放的使用。

2. 掌握反向比例运算器、同向比例运算器、加法和减法运算及单电流放大等电路的设计方法。

3. 学会运用仿真软件Multisim设计电路图并仿真运行。

4. 学会连接运算放大电路，正确接线与测量。

5. 复习各种仪器（数字示波器、万用表、函数发生器等）的使用。

二、实验原理。

1.集成运算放大器是一种电压放大倍数极高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。

2．基本运算电路几种典型的运算电路如下同相放大电路反相放大电路减法电路加法电路三、预习思考。

1、设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上；设计思路：由题意，要使|AV|=10，Ri>10KΩ，所以取RF/R1=10，R1、R2、R4、RF 均大于10 KΩ，R1=R2=20 KΩ，RF=200 KΩ，R4=100 KΩ2.设计一个同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；设计过程：由题意，要使|AV|=11，Ri>100KΩ，则R3=110 KΩ，R2=100 KΩ，RF=1.1MΩ，于是，1+R4/R3=11。

3.设计一个电路满足运算关系VO= -2Vi1+ 3Vi2利用差分放大电路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3))Ui2-(R4/R1)Ui1可得R4=2*R1;R2=0;R3=R1;如上图，取R1=R3=1 KΩ,RF=2KΩ,即可使VO= -2Vi1+ 3Vi2。

模拟电⼦技术实验-集成运算放⼤器的基本应⽤电路实验：集成运算放⼤器的基本应⽤电路⼀、实验⽬的1、掌握集成运算放⼤器的基本使⽤⽅法；2、掌握集成运算放⼤器的⼯作原理和基本特性；3、掌握集成运算放⼤器的常⽤单元电路的设计和调试的基本⽅法。

⼆、实验仪器名称及型号KeySight E36313A型直流稳压电源，KeySight DSOX3014T型⽰波器/信号源⼀体机。

模块化实验装置。

本实验所选⽤的运算放⼤器为通⽤集成运放µA741，其引脚排列及引脚功能如图1所⽰。

引脚2为运放反相输⼊端，引脚3为同相输⼊端，引脚6为输出端，引脚7为正电源端，引脚4为负电源端。

1脚和5脚为输出调零端，8为空脚。

图1 µA741的引脚图三、实验内容1. 反相⽐例运算电路（远程在线实验）在反向⽐例运算电路中，信号由反向端输⼊，其运算电路如图2所⽰。

o图2 反相⽐例运算电路设计反相⽐例运算电路，要求输出电压与输⼊电压满⾜解析式u o=-0.5u i；写出设计过程，在远程实验平台进⾏实验验证。

实验验证时，信号发⽣器输出正弦波，频率为1kHz，峰峰值为4V，连接到输⼊端u i，利⽤⽰波器观察输⼊端u i和输出端u o的电压波形并截图。

注意：要根据远程实验提供的阻值进⾏设计，其中R1可选择20k或10k，R2可选择10k、20k或100k，其中且不可打乱图中R1、R2和R3的位置。

进⼊远程实验操作界⾯：打开远程实验操作界⾯，主界⾯左上⽅为KeySight E36313A型直流稳压电源，右上⽅为KeySight DSOX3014T⽰波器/信号源⼀体机。

两个仪器中间为指导说明区，实验前应从头⾄尾阅读⼀遍指导说明。

主界⾯中下区域为实验操作区。

直流稳压电源的调节：主界⾯左上⽅为直流稳压电源，要求其输出±12V电压。

点击直流稳压电源进⼊调节界⾯。

点击电源开关打开电源，观察屏幕显⽰。

分别点击电源右上⾓的2或3通道选择按钮，在数字区输出12后再按Enter按键，分别设置2和3两个通道的电压为12V。

模拟电路中运放的应用
运算放大器（Operational Amplifier，简称运放）是模拟电路中常见的一种器件，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、信号调理等模拟电路中。

在信号放大方面，运放可以将输入信号放大到所需的幅度。

例如，在音频放大器中，运放可以将微弱的音频信号放大到足以驱动扬声器的幅度。

在滤波方面，运放可以构成各种滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

这些滤波器可以用于去除信号中的噪声或提取特定频率分量。

在信号调理方面，运放可以对输入信号进行加减、比例缩放、积分、微分等运算。

例如，在模数转换器（ADC）前级，运放可以对输入信号进行调理，使其满足 ADC 的输入范围。

除了以上应用，运放还可以用于比较器、振荡器、稳压器等模拟电路中。

在实际应用中，运放的性能参数如增益带宽积、输入失调电压、输入阻抗等对电路的性能有着重要影响，因此需要根据具体应用需求选择合适的运放型号。

总的来说，运放在模拟电路中具有广泛的应用，它是模拟电路设计中不可或缺的一种器件。

实验四 运算放大器应用综合实验一、实验目的1、 了解运算放大器的基本使用方法，学会使用通用型线性运放μA741。

2、 应用集成运放构成基本运算电路——比例运算电路，测定它们的运算关系。

3、 掌握加法、减法运算电路的构成、基本工作原理和测试方法。

二、预习要求1、 集成电路运算放大器的主要参数。

2、 同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。

3、 加法、减法电路的构成及运算关系。

三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。

四、实验内容及步骤运放的线性应用——比例及加减法电路实验 1、反相比例运算反相比例运算电路如图3.1所示，按图接线。

根据表3.1给定的u i 值，测量对应的u o 值并记入表3.1中。

并用示波器观察输入V i 和输出V o 波形及相位。

理论值： i ii f o u V u R R u 10101003-=-=-=注意：①当V i 为直流信号时，u i 直接从实验台上的-5～+5V 直流电源上获取，用数字直流电压表分别测量u i 、u o 。

②当u i 为交流信号时，u i 由函数信号发生器提供频率为1kHz 正弦波信号，用交流毫伏表分别测量u i 、u o 。

（下同）图3.1 反相比例运算电路表3.1测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。

2、同相比例运算同相比例运算电路如图3.2所示，根据表3.2给定的u i值，测量对应的u o值并记入表3.2中。

并用示波器观察输入u i和输出u o波形及相位。

理论值： u O＝（1＋R f／R3）u i=11u i。

图3.2 同相比例运算电路表3.2测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。

表3.2 同相比例参数测量3、加法运算加法运算原理电路如图3.3。

根据表3.3给定的u i1、u i2值，测量对应的u o值，并记入表3.3中。

东南⼤学模电实验报告模拟运算放⼤电路（⼀）东南⼤学电⼯电⼦实验中⼼实验报告课程名称：模拟电路实验第⼀次实验实验名称：模拟运算放⼤电路院（系）：专业：姓名：学号：实验室：实验组别: 同组⼈员：实验时间：评定成绩：审阅教师：实验⼀模拟运算放⼤电路（⼀）⼀、实验⽬的：1、熟练掌握反相⽐例、同相⽐例、加法、减法等电路的设计⽅法。

2、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。

3、了解运放调零和相位补偿的基本概念。

⼆、实验原理：1、反向⽐例放⼤器反馈电阻R F 值⼀般为⼏⼗千欧⾄⼏百千欧，太⼤容易产⽣较⼤的噪声及漂移。

R 的取值则应远⼤于信号源 V i 的内阻。

若R F = R,则为倒相器，可作为信号的极性转换电路。

2、电压传输特性曲线双端⼝⽹络的输出电压值随输⼊电压值的变化⽽变化的特性叫做电压传输特性。

电压传输特性在实验中⼀般采⽤两种⽅法进⾏测量。

⼀种是⼿⼯逐点测量法，另⼀种是采⽤⽰波器X-Y ⽅式进⾏直接观察。

⽰波器X-Y ⽅式直接观察法：是把⼀个电压随时间变化的信号（如：正弦波、三⾓波、锯齿波）在加到电路输⼊端的同时加到⽰波器的X 通道，电路的输出信号加到⽰波器的 Y通道，利⽤⽰波器 X-Y 图⽰仪的功能，在屏幕上显⽰完整的电压传输特性曲线，同时还可以图1电压传输特性曲线测量测量相关参数。

具体测量步骤如下：（1）选择合理的输⼊信号电压，⼀般与电路实际的输⼊动态范围相同，太⼤除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件；太⼩不能完全反应电路的传输特性。

（2）选择合理的输⼊信号频率，频率太⾼会引起电路的各种⾼频效应，太低则使显⽰的A V =-R FR波形闪烁，都会影响观察和读数。

⼀般取50?500Hz即可。

（3）选择⽰波器输⼊耦合⽅式，⼀般要将输⼊耦合⽅式设定为DC,⽐较容易忽视的是在X-Y⽅式下，X通道的耦合⽅式是通过触发耦合按钮来设定的，同样也要设成DC。

（4）选择⽰波器显⽰⽅式，⽰波器设成X-Y⽅式，对于模拟⽰波器，将扫描速率旋钮逆时针旋到底就是X-Y⽅式；对于数字⽰波器，按下“Display”按钮，在菜单项中选择X-Y （5）进⾏原点校准，对于模拟⽰波器，可把两个通道都接地，此时应该能看到⼀个光点，调节相应位移旋钮，使光点处于坐标原点；对于数字⽰波器，先将CH1通道接地，此时显⽰⼀条竖线，调节相应位移旋钮，将其调到和Y轴重合，然后将CH1改成直流耦合，CH2接地，此时显⽰⼀条⽔平线，调节相应位移旋钮，将其调到和X轴重合。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路实践第1次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 104 实验组别：\同组人员：\ 实验时间：2011年3月31日评定成绩：审阅教师：实验一运算放大器的基本应用一、实验目的：1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法；2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、幅频特性、传输特性曲线、带宽的测量方法；3、了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念；4、了解运放调零和相位补偿的基本概念；5、掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法及实验测量技能。

二、预习思考：1、查阅741运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义。

2、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；（1）原理图（2） 参数选择计算电源电压为±15V ，R1=10k Ω，R F =100k Ω，R L =100k Ω,R P =10k//100k Ω。

运放的理论放大倍数为0110F u i u RA u R ==-=- （3） 仿真结果A ）0.5V 直流电压如图，输入为0.2V ，输出-2.001V ，反相放大了10倍，符合理论值。

B ）2V 直流电压如图，输入为2V直流电压，输出为13.005V直流电压，由于输出电压超过电源电压，故只能输出13V的电压。

C）0.5V，1kHz的正弦交流信号如图，CH1为输入信号，为200mV；CH2为输出信号，为2V，放大10倍，且两者反相D）2V，1kHz的正弦交流信号如图，输入电压为2V，输出为10V，由于输出正弦信号中包含了超过电源电压部分的波形，故最大电压为10V，出现失真现象。

实验三集成运算放大器的基本运用班级:_计算机科学与技术五班姓名：学号: 520 日期：（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。

基本运算电路1） 反相比例运算电路电路如图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1o F R U U i R =-为了减少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21//F R R R =图5-1 反相比例运算电路 图5-2 反相加法运算电路2）反相加法电路电路如图5—2所示，输出电压与输入电压之间的关系为01212()F F i i R R U U U RR=-+312////FR RR R =3)同相比例运算电路图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1(1)Fi R U U R=+ 21//FRR R =当1R →∞时，U U i =0，即得到如图5—3（b ）所示的电压跟随器。

图中21R R =用以减小漂移和起保护作用.一般F R 取10K Ω，F R 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性.(a ）同比例运算电路 （b ）电压跟随器图5—3 同相比例运算电路4)差动放大电路（减法器)对于图5-4所示的减法运算电路，当12R R =，3F R R =时，有如下关系)(1210U U RR U i i F -=图5-4 减法运算电路 5—5 积分运算电路tt2、同相比例运算电路1）按图5—3(a)连接实验电路。

实验步骤同内容1，将结果记入表5-2。

2）将图5—3（a ）中的1R 断开，得图5-3（b)电路重复内容1）。

表5-2 i U =0.5V f=100Hz1U （V ） 0U （V ）i U 波形0U 波形v Att实测值计算值3、反相加法运算电路1)按图5-2连接实验电路。

东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称: 模拟电路实验第 一 次实验实验名称: 模拟运算放大电路(一) 院 (系): 专 业: 姓 名:学 号:实 验 室: 实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩: 审阅教师:实验一 模拟运算放大电路(一)一、实验目的:1、 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。

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

3、 了解运放调零与相位补偿的基本概念。

二、实验原理:1、反向比例放大器反馈电阻R F 值一般为几十千欧至几百千欧,太大容易产生较大的噪声及漂移。

R 的取值则应远大于信号源v i 的内阻。

若R F = R ,则为倒相器,可作为信号的极性转换电路。

2、电压传输特性曲线F V R A =-R双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。

电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。

一种就是手工逐点测量法,另一种就是采用示波器X-Y方式进行直接观察。

示波器X-Y方式直接观察法:就是把一个电压随时间变化的信号(如:正弦波、三角波、锯齿波)在加到电路输入端的同时加到示波器的X通道,电路的输出信号加到示波器的Y通道,利用示波器X-Y图示仪的功能,在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线,同时还可以测量相关参数。

具体测量步骤如下:(1) 选择合理的输入信号电压,一般与电路实际的输入动态范围相同,太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件;太小不能完全反应电路的传输特性。

(2) 选择合理的输入信号频率,频率太高会引起电路的各种高频效应,太低则使显示的波形闪烁,都会影响观察与读数。

一般取50～500Hz 即可。

(3) 选择示波器输入耦合方式,一般要将输入耦合方式设定为DC,比较容易忽视的就是在X-Y 方式下,X 通道的耦合方式就是通过触发耦合按钮来设定的,同样也要设成DC。

(4) 选择示波器显示方式,示波器设成X-Y 方式,对于模拟示波器,将扫描速率旋钮逆时针旋到底就就是X-Y 方式;对于数字示波器,按下“Display”按钮,在菜单项中选择X-Y。

电路连接图
测Ui1
测Ui2
测Uo
设计电路,实现同相比例运算 Ui=11Ui
Ui(V)
ห้องสมุดไป่ตู้
Uo(V)
Ui波形 Uo波形
Av
实测值 计算值
同相比例运算
调零
同相波形
反相波形
设计电路,使之实现两信号的减法运算。Uo=10(Ui2－Ui1)
Ui1(V) Ui2(V) Uo(V)
减法运算电路
测Ui1
2. 在积分电路中,如R1＝100KΩ, C＝4.7μF,求 时间常数。
假设Ui＝0.5V,问要使输出电压UO达到5V,需多长时间 (设uC(o)＝0)？
3. 为了不损坏集成块,实验中应注意什么问题？
七、实验报告要求
1.整理实验数据,画出波形图(注意波形间的相 位关系)。
2.将理论计算结果和实测数据相比较,分析产生 误差的原因。
测Ui2
测Uo
用积分电路将方波转换为三角波
积分波形
四、预习要求
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.设计记录实验数据所需的表格。
二、电路实物图
三、实验内容与步骤
1．设计电路,能够实现两个信号的反相加法运算。 Uo=－10Ui 2．设计电路,实现同相比例运算。Uo=11Ui 3．设计电路,使之实现两信号的减法运算。Uo=10(Ui2 －Ui1) 4．用积分电路将方波转换为三角波。 要求:设计实验电路并且自拟实验步骤和表格,将实验 数据和波形记录下来。