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集成运算放大器的应用有哪些集成运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP) 是现代电子技术中常用的一种集成电路，广泛应用于信号放大、积分、微分、比较、滤波、波形变换、逻辑运算等电路中。
本文将介绍一些集成运算放大器的应用。
一、信号放大集成运算放大器广泛应用于信号放大电路中，其直接或变压器耦合输入方式具有低输入电阻、高输入阻抗、低噪声、高增益和宽带等特性。
在应用中，可通过精心设计放大器电路，控制反馈，实现高增益稳定运行。
二、积分电路积分电路是信号处理电路中的基本电路，它能将信号输入与时间积分，输出的是输入信号积分后的值。
集成运算放大器常用于积分电路的设计，其放大电压信号，然后通过电容对信号进行积分。
例如，在三角形波发生器电路中，可通过电容积分得到正弦波信号，而集成运算放大器的内部电路通常包含差分放大器，可将输入信号转化为电压差，用于驱动电容，完成积分计算。
三、微分电路微分电路是在信号处理中广泛应用的一种电路，它能够将信号对时间的微分操作，其输出电压是输入信号微分后的值。
集成运算放大器也常用于微分电路的设计中，可通过对输入信号进行微分计算得到输出信号。
例如，在测量热电偶温度时，可将温度信号输入到集成运算放大器中，通过差分放大器将信号转化为电压差，然后用电阻对信号进行微分计算，输出即为最终温度值。
四、比较电路比较电路是一种将两个信号进行比较然后输出比较结果的电路，它广泛应用于数字电路、自动控制、计算机硬件等领域。
集成运算放大器常用于比较电路中，它的输出能够根据电压的大小关系取两个输入信号中的一个。
例如，电压比较器是一种常见的电路，它采用集成运算放大器作为比较电路的核心元件，用于比较两个不同电压的大小关系，以便输出相应的状态。
五、滤波器滤波器是一种通过对输入信号进行滤波操作，抑制或增强特定频率信号的电路。
集成运算放大器广泛应用于滤波电路的设计中，其内部电路包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等类型。
集成运算放大器的基本应用实验报告集成运算放大器的基本应用实验报告引言：集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。
它具有高增益、低失调、宽带宽等特点，可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
在本次实验中，我们将通过几个基本应用实验，探索集成运算放大器的工作原理和应用场景。
实验一：非反相放大器非反相放大器是Op-Amp最常见的应用之一。
它通过将输入信号与放大倍数相乘，输出一个放大后的信号。
我们在实验中使用了一个标准的非反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度和输入信号的幅度相比，增大了放大倍数倍。
而相位方面，输出信号与输入信号的相位保持一致。
这说明非反相放大器能够有效放大输入信号，并且不改变其相位。
实验二：反相放大器反相放大器是Op-Amp另一种常见的应用。
它与非反相放大器相比，输入信号与放大倍数相乘后取反，输出一个反向的放大信号。
我们在实验中使用了一个反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度与输入信号的幅度相比，同样增大了放大倍数倍。
但是相位方面，输出信号与输入信号相差180度。
这说明反相放大器能够有效放大输入信号，并且改变其相位。
实验三：积分器积分器是Op-Amp的另一个重要应用。
它可以将输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
我们在实验中使用了一个积分器电路，将一个方波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号呈现一个斜率逐渐增大的曲线，表明输入信号得到了积分。
这说明积分器能够有效对输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
实验四：微分器微分器是Op-Amp的又一个重要应用。
它可以将输入信号进行微分运算，输出一个微分后的信号。
我们在实验中使用了一个微分器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验–集成运算放大器的基本应用模拟运算电路引言集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称OPAMP）是一种重要的电子元件，它在模拟电路设计和实验中被广泛应用。
本文将介绍集成运算放大器的基本应用，并通过实验来验证其在模拟运算电路中的功能和性能。
集成运算放大器的基本原理集成运算放大器是一种高增益、差分输入和单端输出的电子放大器。
它具有很高的输入阻抗、低的输出阻抗和大的开环增益。
通过反馈电路，集成运算放大器可以实现各种电路功能，如放大器、比较器、滤波器等。
实验目的本实验旨在通过实际操作，掌握集成运算放大器的基本应用，包括放大器、比较器和无源滤波器。
实验器材•集成运算放大器IC•双电源电源•电阻•电容•示波器•多用电表实验步骤步骤1：放大器的基本应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个基本放大器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的幅值和频率，观察输出信号的变化。
步骤2：比较器的应用1.断开反馈电路，使集成运算放大器工作在开环状态。
2.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
3.调节输入信号的幅值，观察输出信号的变化。
步骤3：无源滤波器的应用1.按照电路图连接集成运算放大器，并接入双电源电源。
2.接入电阻、电容等元件，按照电路图搭建一个无源滤波器电路。
3.将输入信号接入集成运算放大器的非反馈输入端，通过示波器观察输出信号。
4.调节输入信号的频率，观察输出信号的变化。
实验结果与分析在实际操作中，我们成功搭建了集成运算放大器的放大器、比较器和无源滤波器电路，并通过示波器观察到了相应的输入输出波形。
在放大器电路中，我们调节了输入信号的幅值和频率，观察到了输出信号的线性放大效果。
在比较器电路中，我们调节了输入信号的幅值，观察到了输出信号的高低电平变化。
实验二 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、实验仪器1、 双踪示波器2、 万用表3、 交流毫伏表4、 信号发生器 三、电路理论回顾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、 反相比例运算电路电路如图11-1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 FO U R R U 1-= （11-1）图11-1 反相比例运算电路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 2=R 1∥R F 。
2、 反相加法电路图11-2 反相加法运算电路电路如图11-2所示，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 （11-2） 3、 同相比例运算电路图11-3（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 FO U R R U )1(1+= R 2=R 1∥R F （11-3） 当R1→∞时，U O =U i ，即得到如图11-3（b ）所示的电压跟随器。
图中R 2=R F ，用以减小漂移和起保护作用。
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。
图11-3 同相比例运算电路4、 差动放大电路(减法器)对于图11-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF 时，有如下关系式： )(1120i i U U R RFU -=（11-4）图11-4 减法运算电路5、 积分运算电路图11-5 积分运算电路反相积分电路如图11-5所示。
在理想化条件下，输出电压U 0等于 001()(0)ti C U t U dt U RC =-+⎰ （11-5） 式中U C (0)是t=0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验报告实验目的：1. 学习集成运算放大器的基本应用；2. 掌握模拟运算电路的基本组成和设计方法；3. 理解反馈电路的作用和实现方法。
实验器材：1. 集成运算放大器OP07；2. 双电源电源供应器；3. 多用途万用表；4. 音频信号发生器；5. 电容、电阻、二极管、晶体管等元器件。
实验原理：集成运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、具有巨大开环增益的差分放大器。
在应用中，我们通常通过反馈电路来控制放大器的增益、输入输出阻抗等特性，从而使其实现各种模拟运算电路。
常用的反馈电路有正向电压反馈、负向电压反馈和电流反馈等。
各种反馈电路的实现方法有所不同，但基本思想都是引入一个反馈回路来控制电路的传递函数，从而实现对电路特性的控制。
实验内容：1. 非反相比例放大电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
2. 非反相积分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
3. 非反相微分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
4. 反相比例放大电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
5. 反相积分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
6. 反相微分电路按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
7. 增益和带宽测试选择合适的集成运算放大器，按照电路图接线，设置正常的电源电压和输入信号参数，测量输出电压和放大倍数，记录实验数据。
实验数据及分析：根据实验中所得到的数据，可以绘制出放大倍数和频率的曲线图，从中可以看出电路的增益特性和带宽特性。
实验结论：通过本次实验，我们学习了集成运算放大器的基本应用，掌握了模拟运算电路的基本组成和设计方法，理解了反馈电路的作用和实现方法，同时也提高了我们的实验操作能力。
集成运算放大器的基本应用实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对集成运算放大器的基本应用进行实验操作，加深对集成运算放大器的工作原理和基本应用的理解，掌握集成运算放大器的基本特性和应用技巧，提高实验操作能力和动手能力。
二、实验仪器与设备。
1. 集成运算放大器实验箱。
2. 示波器。
3. 直流稳压电源。
4. 电阻、电容等元器件。
5. 万用表。
6. 示波器探头。
三、实验原理。
集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种高增益、直流耦合的差动放大器，具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定、频率响应宽等特点，广泛应用于模拟电路中。
在本实验中，我们将学习集成运算放大器的基本特性和应用技巧，包括集成运算放大器的基本参数、基本电路和基本应用。
四、实验内容。
1. 集成运算放大器的基本参数测量。
a. 输入失调电压的测量。
c. 增益带宽积的测量。
2. 集成运算放大器的基本电路实验。
a. 非反相放大电路。
b. 反相放大电路。
c. 比较器电路。
d. 电压跟随器电路。
3. 集成运算放大器的基本应用实验。
a. 信号运算电路。
b. 信号滤波电路。
c. 信号调理电路。
五、实验步骤。
1. 连接实验仪器与设备，按照实验要求进行电路连接。
2. 分别测量集成运算放大器的输入失调电压、输入失调电流和增益带宽积。
3. 搭建集成运算放大器的基本电路，观察输出波形并记录实验数据。
4. 进行集成运算放大器的基本应用实验，观察输出波形并记录实验数据。
六、实验数据与分析。
1. 输入失调电压测量数据。
输入失调电压，0.5mV。
平均输入失调电压，0.55mV。
2. 输入失调电流测量数据。
输入失调电流，10nA。
输入失调电流，12nA。
平均输入失调电流，11nA。
3. 增益带宽积测量数据。
增益带宽积，1MHz。
4. 实验数据分析。
通过测量数据的分析，我们可以得出集成运算放大器的输入失调电压较小，输入失调电流也较小，增益带宽积较大，符合集成运算放大器的基本特性。
第7章集成运算放大器的基本应用7.1集成运算放大器的线性应用7.1.1比例运算电路7.1.2加法运算电路7.1.3减法运算电路7.1.4积分运算电路7.1.5微分运算电路7.1.6电压一电流转换电路7.1.7电流一电压转换电路7.1.8有源滤波器♦7. L 9精密整流电路7.2集成运放的非线性应用7. 2.1单门限电压比较器7. 2.2滞回电压比较器7.3集成运放的使用常识7. 3.1合理选用集成运放型号7. 3.2集成运放的引脚功能1. 3.3消振和调零7. 3.4保护本章重点：1.集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器2.集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器本章难点：1.虚断和虚短概念的灵活应用2.集成运算放大器的非线性应用3.集成运算放大器的组成与调试集成运算放大器（简称集成运放）在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。
从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。
从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。
7.1集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用加法运算电路电流超转7. L 1比例运算电路1.同相比例运算电路反馈方式：电压串联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断比例运算电路同相比例运算电路（点击查看大图〉集成运算旗大器的线性应用虚短: a 二a 二Ui虚断:O ZZi电压放大倍数：辰—1+鱼吗只\平衡电阻后尼必2.反相比例运算（点击査看大图）反馈方式：电压并联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断0 （虚断）U-二0, u-=u-=0（虚地）a电压放大倍数：例题：凡二10k ,斥二20k , 口二TV。
求：u°、Rx说明凡的作用，&应为多大？21更相比例运算（点击査看大图）A=-^ = -^ = -2 解： 召1°兔二&珀二二2F凡为平衡电阻（使输入端对地的静态电阻相等）:R F RE 特点：共模输入电压二0, （u-=L^=0）缺点：输入电阻小（氏二丘）7.1. 2 加法运算电路反相加法器（点击査看大图）1-=2^= 0 （虚断） U-二 0, u-=u-=0 （虚地）+ iz=ifRr”(吗］+叱)平衡电阻:胎Rd/ RJ/R,【例】在上图电路中，设R ：=220k Q ,运放的最大输出电压U OPP 二12V , 电路的输出电压为确定&、R ：和卍的阻值;若Ui2=0. 5V ,求U"的允许变化范围。
解：由R r= RJ! R 2f/ 兔=22//10// 220 = 6.磁G山于该运放的V 。
”二12V ,因此必须满足_ (10血］+ 22^2)=肚o > -12 -(10w a + 22w i2) = U Q <12 Uj2 = 0.5减法运算电路+詼)1022焉-叫G ： 二22KG1010Rf _-220 ” = iom 22 22& =a=-(10u“ +22uJ o所以-3.3r<^ >i.ir7.1.3叫=（点击査看大图）根据叠加定理 心作用：< = (! + —R\ RZ综合：% - -—^11 + (1+—)———% A 買鬼我2 *1 Ri —R ：—Rs-Rf-R 时则有： 叫=如一珂17.1.4积分运算电路4fc 如作用（点击査看大图〉一 >00+必十积分运算电踣（点击金看大图）・•・虛地：.3 =R叫二-%二-山=-^― [%山RC 1 1反相积分器：如果UL 直流电压U,输出将反相积分，经过一定的时间后输出饱 和。
上式表明输岀电压与积分时间才近似成线性关系，且是一条起始电压为零，终点 电压为7叫的斜率为 氏。
的直线，波形如下图（a ）所示。
当输入为方波信号时，输出则为三角波；当输入为正弦信号时，输出则为余弦波 信号,输出波形分别如下图（b ）、（c ）所示。
■I卜c (a)(b)\A\ Ml MlJ I乐L 通带阻带a）c 8 G） O "CL⑵CN0- T B-r—为限制电路的低频电压增高，通常将反馈电容。
与电阻并联，当电路输入信号频y -1率大于°2舷时，电路为积分器。
若输入信号的频率远低于尤，则电路近似为一个反相器，低频电压增益为^=4尺（7-8）7.1.7电流一电压转换电路在光电检测装置中，需要把光电池输出的微弱电流转换成与之成正比的电压，这时就需要用到电流一电压转换电路。
6b= -it • Rt = -iR（点击査看大图）7.1.8有源滤波器滤波器的功能：对频率进行选择，过滤掉噪声和干扰信号，而保留其有用信号。
滤波器的分类：低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF） o电流-电压转换电路（点击查看大图）[flash 动画演示】' ^^ '•• • • - 八-• •' »•" • • ■ • •八 八 • • •• .• '• 1^ ' '一E —1+Rjr/Rl 二^_0.707(1%/叫〉"> oO ■ + A+-1.4«%（点击查看大图）幅频特性及幅频特性曲线传谨函数: 幅频特性:4（】十处^ 出 &1+J^C 並"十妆V 術R\相频特性：^=-arg —傀当八。
时，201g|A|—loig• -OdB ■ 当/-XW. 201g|A|--101g■ --3dB 又当/-io/时. 201?|A|=.-I0!g■ —20dB1一阶低通淹波器的舷将性* m 吠 时；运欣输出，带负载能力强。
2.一阶有源高通滤波器(HPF)传递函数：■R ・ R ■—二— 口农十丄 R — ---------------j 沁 j®RC Z7+ =U_荷啟大作用幅频特性弓 波器类似阶无源低通滤血=〔1 +(点击査看大图)ja)RC筈0幅频特性：「1 其中％二旋幅频特性曲线---------F(bf 融删(点击查看大图) 3.二阶有源低通滤波器(LPF)(点击査看大图〉1co =—— DRC传递函数中岀现3的二次项，故称为二阶滤波器幅频特性曲线以上两式表明，当2<Aup<3时，01,在f 二fO 处的电压增益将大于Ag 幅频特 性在f=fo 处将抬高。
当八中$3时，Qf 有源滤波器自激。
由于将G 接到输出端，等于在高频端给 LPF 加了一点正反馈，所以在高频端的放大倍数有所抬高，其至可能引起自激。
U+1 . u 1 5施式中： 扎p=l+Rf<Eti 0=3*频率响应特性曲线4. 二阶有源高通滤波器(HPF)(1)通带增益:(2)频率响应___________ ________________「（路-法玉(点击査看大图)心)=2 =U其中:201g l^l l(dB)(点击査看大图)结论：当f«f0时，幅频特性曲线的斜为+40 dB/dec；当Mup$3时，电路自激。
5・有源带通滤波器(BPF)带通滤波器的作用是只允许某一频带内的信号通过，而将此频带以外的信号阻止通过。
在各种抗干扰设备中，就是利用带通滤波器的这种作用来接收某一频带范围内的有用信号，而消除高、低频段的干扰和噪声。
带通滤波器是山低通和高通滤波器串联而成的。
两者同时被覆盖的频带即等于f厂仇形成一个通频带。
(R图是二阶压控电压源带通滤波器电路。
其中只G构成低通网络，尼、G组成高通网络。
二者审联后接在集成运放的同相输入端。
可求得二阶压控电压源带通滤波器的频率特性为可山低通和高通串联得到1= -------低通特征角频率：尺°】高通特征角频率:（点击査看大图）6.有源带阻滤波器（BEF ）带阻滤波器的作用是在规定的频带内，信号被阻止通过，而在此频带之外的信号 能够顺利通过。
带阻滤波器（乂名陷波器）和带通滤波器一样常用于各种抗干扰设 备电路中。
如抑制50Hz 交流电源引起的工频干扰信号，在工业控制中常常用到 它。
将低通滤波器和高通滤波器并接在一起，就形成了带阻滤波器。
两者同时被阻断 的频带即为该滤波器的阻带。
其原理示意图见图7-26o山图可知，凡是f 〈fL 的信号均可从低通滤波器通过，凡是f>fH 的信号则可从高 通滤波器通过，惟有f L <f<f ：4的信号被阻断。
E 为低通滤波器的通带截止频率， 坊为高通滤波器通带截止频率。
12TI RCx =源带通滤波图7-27所示为典型的双T 带阻滤波器，信号经并联而成的双T 网络加到运放的 同相输入端。
1 2(2-Ao)可山低通和高通并联得到必须满足他 ＞切*7.1. 9精密整流电路精密整流电路是山于硅二极管的起始导通电压约为0. 5V,用它来进行整流，会 产生很大的误差的缘故而提出对小信号电压进行整流，若采用山集成运放组件和 二极管组成的如图所示整流电路就可完成对微弱信号进行半波精密整流。
(1) 当口＞0时，集成运放输出电压『J 为负,于是二极管D 导通，深度的电 压并联负反馈使运放的反相输入端E 点为“虚地”,即 比因此，u'。
心一0・7久此时二极管D ：截止，电路输出电压u o =0 ofo =12nRCa- ffi 褂■・■■■—31审 Iaa*图工26帶阻滤波2S 原理负慰图O (点击査看大图)（2） 当仏"时，集成运放输出电压口‘。
为正，于是二极管D ：导通，深度 的电丿玉并联复反馈通过D ：和&加在虚地点刀,使血~0 o 此时电路输岀电压为（点击査看大图〉由分析可知，即使uXO. 5K （硅二极管的起始电压），输出电压仏仍为-胡，该 二极管具有较高精度。
假设运放的开环电压增益A 沪5X104 ,二极管的导通电 压U.=0. 5V ,那么只要输入电压u^lOuV ,就会使D 导通，而当uQlOuV , 则乂会使比导通。
也就是说，只要输入电压的幅度超过10叽 电路就能正常 工作，最小整流电压峰值仅为10uV .7.2集成运放的非线性应用7. 2.1单门限电压比较器1.过零比较器（门限电平=0）半波赭密整流电路圏7・29全波柿密整流电邦（点击査看大图〉%+心0 u iJ 7Li：例：利用电压比较器将正弦波变为方波。
（点击播放FLASH演示动画一电压比较器）（EWB模拟仿真一过零比较器）（a）信号从同相端输入<b）信号从反相端输入（点击査看大图）（1）信号从同相端输入（点击查看大图）运放处于开环状态 当Ui ＞沧时，& = +医 当4 ＜足「时，U 。
= -医U N 为参考电压2）信号从反相端输入当4 ＜ 0〜时，u 。
