实验七 集成运算放大器运用的测量

集成运放同相放大器的带宽测量（设计与仿真）实验报告一、实验目的1、熟悉放大器幅频特性的测量方法。

2、掌握集成运算放大器的带宽与电压放大倍数的关系。

3、了解掌握Proteus 软件的基本操作与应用。

二、实验线路及原理1、实验原理 （1）同相放大器同相放大器又称同相比例运算放大器，其基本形式如图所示。

输入信号U i 经R 2加至集成运放的同相端。

R f 为反馈电阻，输出电压经R f 及R 1组成的分压电路，取R 1上的分压作为反馈信号加至运放的反相输入端，形成了深度的电压串联负反馈。

R 2为平衡电阻，其值为R 2=R 1//R f 。

电压放大倍数为RR UU Afiuf101+==。

输出电压与输入电压相位相同，大小成比例关系。

比例系数（即电压放大倍数）等于1+R f /R 1,与运放本身的参数无关。

图 同相放大器 图 某放大电路的幅频特性（2）基本概念 1）带宽运放的带宽是表示运放能够处理交流小信号的能力。

运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围，带宽越高，能处理的信号频率越高，高频特性就越好，否则信号就容易失真。

图所示为某放大电路的幅频响应，中间一段是平坦的，即增益保持不变，称为中频区（也称通带区）。

在f L 和f H 两点增益分别下降3dB ，而在低于f L 和高于f H 的两个区域，增益随频率远离这两点而下降。

在输入信号幅值保持不变的条件下，增益下降3dB 的频率点，其输出功率约等于中频区输出功率的一半，通常称为半功率点。

一般把幅频响应的高、低两个半功率点间的频率定义为放大电路的带宽或通频带，即BW=f H -f L 。

式中f H 是频率响应的高端半功率点，也称为上限频率，而f L 则称为下限频率。

通常有f L <<f H ，故有BW≈f H 。

2）单位增益带宽运放的闭环增益为1倍条件下，将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，随着输入信号频率不断变大，输出信号增益将不断减小，当从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db （或是相当于运放输入信号的）时，所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。

集成运算放大器应用实验报告集成运算放大器应用实验报告引言：集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种非常常见的电子元件，广泛应用于电路设计和实验中。

本实验旨在通过实际应用，深入了解集成运算放大器的特性和使用方法，并通过实验结果验证理论知识的正确性。

实验目的：1. 了解集成运算放大器的基本结构和工作原理；2. 掌握集成运算放大器的常见应用电路；3. 通过实验验证理论知识的正确性。

实验仪器和材料：1. 集成运算放大器（例如LM741）；2. 电阻、电容等基本电子元件；3. 示波器、信号发生器等实验仪器。

实验步骤：1. 集成运算放大器的基本特性实验首先，将集成运算放大器与电源相连接，并通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率，观察输出波形的变化。

记录实验结果，并与理论知识进行对比分析。

2. 集成运算放大器的反相放大电路实验搭建反相放大电路，输入一个正弦波信号，通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率，观察输出波形的变化。

记录实验结果，并与理论计算值进行对比。

3. 集成运算放大器的非反相放大电路实验搭建非反相放大电路，输入一个正弦波信号，通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率，观察输出波形的变化。

记录实验结果，并与理论计算值进行对比。

4. 集成运算放大器的积分电路实验搭建积分电路，输入一个方波信号，通过示波器观察输出波形。

调节输入信号的幅值和频率，观察输出波形的变化。

记录实验结果，并与理论计算值进行对比。

实验结果与分析：1. 集成运算放大器的基本特性实验结果根据实验结果观察到，集成运算放大器具有高增益、低失调电压和低输入阻抗等特点。

随着输入信号幅值的增加，输出信号也随之增大，且输出信号与输入信号具有线性关系。

2. 集成运算放大器的反相放大电路实验结果通过实验观察到，反相放大电路可以将输入信号的幅值放大，并且输出信号与输入信号相位相反。

实验结果与理论计算值基本一致，验证了理论知识的正确性。

集成运算放大器的应用实验报告
比较泵造成的成本和维护成本，以及集成运算放大器带来的成本和维护成本，确定哪种方式可以更有效地实现我们的功能。

本次实验主要目的是探讨集成运算放大器在应用中的作用，分析其在某些特定应用情况下，与比较泵相比，集成运算放大器更有利。

首先，说明实验条件。

本实验所使用的集成运算放大器是TI公司的LM317 IC。

所选择的比较泵是AZ的AZ855端口比较泵。

实验灯是飞利浦灯泡，电压是220V，实验电阻箱参数为1K法拉，实验线路均采用19号铜线。

其次，介绍了实验方法。

首先，以比较泵为基础进行测试，测量比较泵输入电压和灯泡输出电压，分析比较泵的功能。

然后，以集成运算放大器为基础进行实验，通过更改集成运算放大器的电压值，比较出给定电压时，比较泵与集成运算放大器的输出功率值，判断其在应用中的优劣。

最后，对实验结果进行总结：实验表明，采用集成运算放大器，在调节电压控制灯泡输出功率时，可以比采用比较泵更精准地控制，而且购买成本也更低。

因此，在一定的应用场景中，集成运算放大器要比比较泵更具有优势，可以有效地节约成本并且维护成本也很低。

实验七集成运算放大器指标测试一、实验目的1、掌握运算放大器主要指标的测试方法。

2、通过对运算放大器μA741指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。

二、实验原理集成运算放大器是一种线性集成电路，和其它半导体器件一样，它是用一些性能指标来衡量其质量的优劣。

为了正确使用集成运放，就必须了解它的主要参数指标。

集成运放组件的各项指标通常是由专用仪器进行测试的，这里介绍的是一种简易测试方法。

本实验采用的集成运放型号为μA741（或F007），引脚排列如图7－1所示，它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正、负电源端，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十KΩ的电位器并将滑动触头接到负电源端。

⑧脚为空脚。

1、μA741主要指标测试图7－1 μA741管脚图图7－2 U0S、I0S测试电路1）输入失调电压U 0S理想运放组件，当输入信号为零时，其输出也为零。

但是即使是最优质的集成组件，由于运放内部差动输入级参数的不完全对称，输出电压往往不为零。

这种零输入时输出不为零的现象称为集成运放的失调。

输入失调电压U 0S 是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。

失调电压测试电路如图7－2所示。

闭合开关K 1及K 2，使电阻R B 短接，测量此时的输出电压U 01 即为输出失调电压，则输入失调电压O1F11OS U R R R U +=实际测出的U 01可能为正，也可能为负，一般在1～5mV ，对于高质量的运放U 0S 在1mV 以下。

测试中应注意：a 、将运放调零端开路。

b 、要求电阻R 1和R 2，R 3和R F 的参数严格对称。

2）输入失调电流I 0S输入失调电流I 0S 是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差，B2B1OS I I I -=输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级两个晶体管β的失配度，由于I B1 ，I B2 本身的数值已很小（微安级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图7－2所示，测试分两步进行a 、 闭合开关K 1及K 2，在低输入电阻下，测出输出电压U 01 ， 如前所述，这是由输入失调电压U 0S 所引起的输出电压。

实验七 集成运放的基本运用——比例运算电路一、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。

二、预习要求1、 集成电路运算放大器的主要参数，调零的作用和方法。

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。

三、实验设备及仪器智能网络型实验台、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、函数信号发生器。

四、实验内容及步骤1、调零：按图7.1接线，接通电源后，调节调零电位器R P ，使输出电压V o ＝0（小于±10mA ），运放调零后，在后面的实验中不要再改动电位器的位置。

图7.1 运算放大器调零电路2、反相比例运算反相比例运算电路如图7.2所示，按图接线。

根据表7.1给定的V i 值，测量对应的V o值并记入表7.1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 V V V R R V 10101001-=-=-=注意：①当V i 为直流信号时，V i 直接从实验台上的0～30V 直流电源上获取，用直流电压表分别测量V i 、V o 。

②当V i 为交流信号时，V 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V i 、V o 。

（下同）图7.2 反相比例运算电路2、同相比例运算同相比例运算电路如图7.3所示，根据表7.2给定的V i值，测量对应的V o值并记入表7.2中。

并用示波器观察输入V i和输出V o波形及相位，将观察到的输入V i和输出V o波形画入表7.3中。

理论值：V O＝（1＋R f／R1）V i表7.2图7.3 同相比例运算电路表7.3五、要求与思考1、整理实验数据，并对实测数据和理论计算数据进行比较和分析，说明实测数据和理论计算数据之间出现的误差原因。

2、如果将V i继续加大（如V i≥1V），V o是否符合比例运算，按比例系数增大？为什么？3、什么叫“调零”？运算放大器为什么要进行调零？4、理想运放有哪些特性？通过实验试将运放的理想特性与实际运放电路进行比较。

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。

实验七集成运算放大器参数的测试一． 实验目的1．了解集成运算放大器的主要参数。

2．通过实验，掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。

二． 预习要求1．复习集成运算放大器的技术指标，主要参数的定义及测试方法。

2．了解用示波器观察运算放大器传输特性的方法。

3．了解输入失调电压U IO和输入失调电流I IO产生的原因。

三．实验设备名称型号或规格数量示波器日立V—252 1直流稳压电源JWD—2 1 函数信号发生器 GFG－8020G（或8016G） 1晶体管毫伏表 DA—16 1万用表 YX—960TR或其它型号 1四．实验内容及测试方法反映集成运算放大器特性的参数主要有以下四大类：输入失调特性、开环特性、共模特性及输出瞬态特性。

1．集成运算放大器的传输特性及输出电压的动态范围的测试运算放大器输出电压的动态范围是指在不失真条件下所能达到的最大幅度。

为了测试方便，在一般情况下就用其输出电压的最大摆幅U op-p 当作运算放大器的最大动态范围。

输出电压动态范围的测试电路如图1(a）所示。

图中u i为100Hz正弦信号。

当接入负载R L后，逐渐加大输入信号u i的幅值，直至示波器上显示的输出电压波形为最大不失真波形为止，此时的输出电压的峰峰值U op-p就是运算放大器的最大摆幅。

若将u i输入到示波器的X轴，u o输入到示波器的Y轴，就可以利用示波器的X—Y显示，观察到运算放大器的传输特性，如图1 (b) 所示，并可测出U o p-p的大小。

（a）运算放大器输出电压动态范围的测试电路（b）运算放大器的传输特性曲线图1（图中：R1 = R2 = 1.2kΩ，R f= 20kΩ）U op-p与负载电阻R L有关，对于不同的R L，U op-p也不同。

根据表1，改变负载电阻R L的阻值，记下不同R L时的U op-p，并根据R L和U op-p，求出运算放大器输出电流的最大摆幅I op-p = U op-p /R L，填入表1中。

实验七运算放大器及应用电路实验目的：1.认识运放的基本特性，通过仿真测试了解运放的基本参数，学会根据实际情况选择运放2.了解由运放构成的基本电路，并掌握分析方法。

实验内容：一、仿真实验。

1.运放基本参数电压传输特性如图，用DC Sweep给出LM358P线性工作区输入电压范围，根据线性区特性估算该运放的直流电压增益A vd0.DC Sweep仿真结果：A vd0=V(3)/V3=dy/dx=99.599k将扫描电压范围设为-500μV~500μV，当斜率为99.5987k时，测得线性工作区输入电压范围为-14.369V~12.9402V。

思考：A.当输入差模电压为0时，输出电压为多少？若要求输出电压为0，如何施加输入信号？为什么？输入差模电压为0时，输出电压为-3.3536V。

若要求输出电压为0，应将输入电压V3置为33.604μV。

B.观察运放输出电压的最高和最低电压，结合LM358P内部原理图所示电路分析该仿真结果的合理性。

最低电压：-14.369V，最高电压：12.9402V。

最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。

IN+可对OUT下边的PNP管射级电流造成影响。

IN+在很小的正电位时，输出为0，这导致了最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。

输入失调电压根据下图所示电路，仿真得到LM358P的输入失调电压V IO。

R1=1kΩ，R2=10Ω，进行直流工作点仿真，并完成表1R1=10kΩ，R2=100Ω，进行直流工作点仿真，并完成表2R1=100kΩ，R2=1kΩ，进行直流工作点仿真，并完成表3表1V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3416.60 -33.6312 0 33.6312 -34.16687表2V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3596.2 -33.6325 0 33.6325 -35.962表3V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -5388.47 -33.6148 0 33.6148 -53.8847根据上述仿真结果，给出运放的输入失调电压V IO。

集成运算放大器实验报告总结
本次实验通过对集成运算放大器的原理和特性进行研究，掌握了集成运算放大器的基本工作原理、性能特点、应用范围和电路设计方法等方面的知识。

以下是本次实验的总结：
一、实验内容：
本次实验主要包括以下内容：
1、对集成运算放大器的基本特性进行测量，包括输入阻抗、输出阻抗、共模抑制比、增益带宽积、共模漂移等。

2、利用集成运算放大器设计反相放大电路、非反相放大电路、电压跟随器电路，实现对输入信号的放大和处理。

3、利用集成运算放大器设计直流平移电路、带通/陷波滤波电路，实现对输入信号的滤波和分析。

4、利用集成运算放大器设计电路输出交流信号的直流偏置，实现输出直流电平的稳定。

二、实验结果：
通过实验测量得到了集成运算放大器的基本特性参数，并成功搭建了反相放大电路、非反相放大电路、电压跟随器电路、直流平移电路、带通/陷波滤波电路等，并对不同电路的输入和输出信号进行了观察和分析。

三、实验体会：
通过本次实验，我对集成运算放大器的工作原理、特性及其应用有了更深入的了解，同时加强了实验能力和动手能力。

同时，在实验过程中我也深刻体会到了理论知识与实践操作的重要性，只有把理论与实验相结合，才能更好地理解和掌握这门学科的知识。