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实验目的和要求：① 了解运放调零和相位补偿的基本概念。
② 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
③ 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。
实验原理：预习思考：1、 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； 电路图如P20页5-1所示，电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ2、 设计一个同相比例放大器，要求：|A V|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；R F R LVo电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ 3、 设计一个电路满足运算关系 VO= -2Vi1 + 3Vi2减法运算电路：1123213111113232)()()(i f i f i f i i O V R R V R R R R R R V R R R V R R R V V -++=++-+=3)()(32131=++R R R R R R f ，0,22211==⇒=R R R R R f f取Ω=Ω=Ω=Ω=K R K R K R K R f 100,0,20,10321实验电路如实验内容：1、反相输入比例运算电路（I ） 按图连接电路，其中电源电压为±15V ，R 1=10 kΩ, R F =100 kΩ, R L =100 kΩ, R P =10 kΩ//100 kΩAR1R F Rp=R F //R1R LVoVi+Vcc-Vcc输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值，此时测出失调电压0.016 V 分析：失调电压是直流电压，将会直接影响直流放大器的放大精度。
直流信号测量：Vi/V V O /V Avf测量值 理论值 -2 14.25 -7.125 -10 -0.5 4.98 -9.96 -10 0.5 -5.02 -10.04 -10 2-12.87-6.435-10实验结果分析：运算放大器的输出电压摆幅受器件特性的限制，当输入直流信号较大时，经过运放放大后的输出电压如果超过V OM ，则只能输出V OM 的值。
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。
一阶运算放大器电路一、引言运算放大器，作为模拟电子电路的核心元件，广泛应用于各个领域。
一阶运算放大器电路作为运算放大器的基础结构，具有重要的理论和实践价值。
本文将从一阶运算放大器电路的原理、设计、仿真与测试、优化等方面进行全面阐述，以期为读者提供实用的参考。
二、一阶运算放大器电路的原理1.运算放大器的概念运算放大器，又称为模拟乘法器，是一种具有广泛应用的模拟电路。
它能够将两个输入信号的差值放大，并输出与输入信号幅度成比例的电压信号。
2.一阶运算放大器的工作原理一阶运算放大器，即单级运算放大器，是由一个输入级和一个输出级组成的。
输入级实现电压放大，输出级则负责将放大后的信号进行缓冲和输出。
在一阶运算放大器中，输入级的放大倍数远大于1，而输出级的放大倍数接近1。
3.运算放大器的应用领域运算放大器在信号放大、滤波、模拟计算等领域具有广泛的应用。
其中，一阶运算放大器电路作为基础模块，可以方便地搭建各类放大器和滤波器等电路。
三、一阶运算放大器电路的设计1.设计步骤和方法设计一阶运算放大器电路，首先需要确定电路的性能指标，如增益、带宽、输入和输出阻抗等。
然后，选择合适的运算放大器型号，根据电路性能指标计算电阻和电容的值。
最后，进行电路布局和焊接，完成电路设计。
2.电路元件的选择在设计一阶运算放大器电路时，应选择合适的电阻、电容和运算放大器。
电阻可以选择碳膜电阻或金属膜电阻，电容可以选择陶瓷电容或电解电容。
运算放大器应根据电路性能指标选择，如增益、带宽等。
3.设计实例解析以设计一个增益为10、带宽为100kHz的一阶运算放大器电路为例，可以选择一个增益带宽积大于100kHz的运算放大器，如OP07。
然后，根据电路性能指标计算电阻和电容的值，最后进行电路布局和焊接。
四、一阶运算放大器电路的仿真与测试1.电路仿真软件介绍电路仿真软件可以模拟电路的工作状态，预测电路性能。
常见的电路仿真软件有Multisim、PSPICE等。
常用运算放大器电路(全集)下面是[常用运算放大器电路(全集)]的电路图常用OP电路类型如下:1. Inverter Amp. 反相位放大电路:放大倍数为Av = R2 / R1但是需考虑规格之Gain-Bandwidth数值。
R3 = R4 提供1 / 2 电源偏压C3 为电源去耦合滤波C1, C2 输入及输出端隔直流此时输出端信号相位与输入端相反2. Non-inverter Amp. 同相位放大电路:放大倍数为Av=R2 / R1R3 = R4提供1 / 2电源偏压C1, C2, C3 为隔直流此时输出端信号相位与输入端相同3. Voltage follower 缓冲放大电路:O/P输出端电位与I/P输入端电位相同单双电源皆可工作4. Comparator比较器电路:I/P 电压高于Ref时O/P输出端为Logic低电位I/P 电压低于Ref时O/P输出端为Logic高电位R2 = 100 * R1 用以消除Hysteresis状态, 即为强化O/P输出端, Logic高低电位差距，以提高比较器的灵敏度. (R1=10 K, R2=1 M)单双电源皆可工作5. Square-wave oscillator 方块波震荡电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 100 K, C1 = 0.01 uFFreq = 1 /（2π* R1 * C1）6. Pulse generator脉波产生器电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 30 K, C1 = 0.01 uF, R5 = 150 KO/P输出端On Cycle = 1 /（2π* R5 * C1）O/P输出端Off Cycle =1 /（2π* R1 * C1）7. Active low-pass filter 主动低通滤波器电路:R1 = R2 = 16 KR3 = R4 = 100 KC1 = C2 = 0.01 uF放大倍数Av = R4 / (R3+R4)Freq = 1 KHz8. Active band-pass filter 主动带通滤波器电路:R7 = R8 = 100 K, C3 = 10 uFR1 = R2 = 390 K, C1 = C2 = 0.01 uFR3 = 620, R4 = 620KFreq = 1 KHz, Q=259. High-pass filter 高通滤波器电路:C1 = 2*C2 = 0.02 uF, C2 = 0.01 uFR1 = R2 = 110 K6 dB Low-cut Freq = 100 Hz10. Adj. Q-notch filter 频宽可调型滤波器电路:R1 = R2 = 2 * R3C1 = C2 = C3 / 2Freq = 1 /（2π* R1 * C1)VR1调整负回授量, 越大则Q值越低。
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。
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。
东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称：模电实验
第 1 次实验
实验名称：模拟运算放大电路（一）
院（系）：电子科学与工程专业：电子科学与技术
姓名：王颖瀛学号：06A12502 实验室: 105 实验组别：
同组人员：实验时间：2014年 4 月日评定成绩：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、比例运算电路
反向比例运算器：放大系数为A u=-R F/R1 （如下图所示）
即U o=-（R F/R1）U i
式中负号表示输入电压与输出电压之间相位相反，实现了反相运算的功能。
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，同时还可以测量相关参数。
3、电压增益(电压放大倍数A u)
电压增益是电路的输出电压和输入电压的比值，包括直流电压增益和交流电压增益。
实验中一般采用万用表的直流档测量直流电压增益，测量时要注意表笔的正负。
交流电压增益测量要在输出波形不失真的条件下，用交流毫伏表或示波器测量输入电压Vi (有效值)或Vim(峰值)或Vip-p（峰-峰值）与输出电压Vo(有效值)或Vom(峰值)或Vop-p （峰-峰值），再通过计算可得。
三、预习思考：
1、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
电路中电源电压±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ。
输入直流信号 Vi分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对应不同 Vi时的 Vo值，列表计算 Avf并和理论值相比较。
其中 Vi通过电阻分压电路产生。
仿真结果
Ui=2V:
Ui=0.5V
Ui=-0.5V
Ui=-2V
2、设计一个同相比例放大器，要求：|A V|=11，Ri>100KΩ，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±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ
（3）仿真结果
3、设计一个电路满足运算关系V O= -2V i1 + 3V i2（1）原理图
（2）参数选择计算
（3）仿真结果
U0=-2*V1+3*V2=-2*2+3*3
四、实验内容：
1、23页实验内容1，具体内容改为：
(I)图5-1电路中电源电压±15V，R1=10kΩ，R F=100 kΩ，R L＝100 kΩ，R P＝10k//100kΩ。
按图连接电路，输入直流信号V i分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对应不同V i时的V o值，列表计算A vf并和理论值相比较。
其中V i通过电阻分压电路产生。
实验结果分析：
在误差范围内，反向比例放大器实现其功能。
(II)Vi输入0.2V、1kHz的正弦交流信号，在双踪示波器上观察并记录输入输出波形，在输出不失真的情况下测量交流电压增益，并和理论值相比较。
注意此时不需要接电阻分压电路。
a）双踪显示输入输出波形图
b）交流反相放大电路实验测量数据
此输出不失真，对于交流信号，运放同样具有放大作用。
(III)输入信号频率为1kHz的正弦交流信号，增加输入信号的幅度，测量最大不失真输
当电源电压为±15v时，正负不失真电压应该比电源电压小1至2伏特，表中数据符
合实际情况。
(IV)用示波器X-Y方式，测量电路的传输特性曲线，计算传输特性的斜率和转折点值。
a)传输特性曲线图（请在图中标出斜率和转折点值）
b) 实验结果分析：
上图中拐点电压，即为区分放大器工作在线性区与非线性区的电压。
在线性工作区，放大器的放大倍数与理论值相差很小，在非线性区则不然。
电源电压改为12V，重复(III)、(IV)，并对实验结果结果进行分析比较。
a）自拟表格记录数据
b) 实验结果分析：
2、24页内容3-(2)，其中方波信号从示波器的校准信号获取，模拟示波器V i1为1KHz、1V
的方波信号，数字示波器V i1为1KHz、5V的方波信号，实验中如波形不稳定，可微调V i2的频率。
a）双踪显示输入输出波形图
b) 实验结果分析：
3、选做实验：
按图5-1连接电路，电路中电源电压±15V，R1=10kΩ，R F=100 kΩ，R L＝100 kΩ，R P＝10k//100kΩ。
将输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值；如果不为0，按照预习思考题中的电路接入调零电路，调节电位器R W，使运放输出电压为零。
分析如果不调零1—（I）的实验结果会增加多少误差，以及如果不调零对必做实验内容1—（II）的结果有没有影响。
a）自拟表格记录数据
b) 实验结果分析：
五：实验思考题
1、理想运放有哪些特点？
答：“虚短”“虚断”，开环增益无限大，开环带宽无限，失调及其漂移为0，共模抑制比无穷大。
2、运放用作模拟运算电路时，“虚短”“虚断”能永远满足吗？试问，在什么条件下“虚短”“虚断”将不再存在？
答：不能。
在深度负反馈条件下才能满足虚短虚端，如果不是深度负反馈，则虚短虚断不再存在。
