实验六-集成运放的基本运算放大电路

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

iFOURRU1

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R2=R1||RF。

∞++-+12V-12VUiUOR1 10KR29.1KRW100KRF 100K∞++-+12V-12VUORW100KRF 100KR2 10KR1 10KR26.2KUi1Ui2

图8—1 图8—2

2)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

)(2211iFiFOURRURRU

R3= R1‖R2‖RF

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

集成运算放大器的基本应用实验数据

集成运算放大器（OP-AMP）是当今电子技术领域中应用最广泛的一种基本器件。在电子电路设计和实验中，OP-AMP的应用是非常普遍的。本文将深入探讨集成运算放大器的基本应用实验数据，以便读者能够更全面、深刻地理解这一主题。

1. 理论基础

在开始实验之前，我们首先需要了解集成运算放大器的基本理论知识。集成运算放大器是一种电压增益非常高的差分放大器，具有开环增益和输入阻抗非常大的特点。在实际应用中，我们通常将集成运算放大器配置为反馈放大电路，以实现各种电路功能，如放大、滤波、积分、微分等。

2. 实验准备

在进行集成运算放大器的基本应用实验之前，我们需要准备一些基本的电子器件和实验仪器，例如集成运算放大器芯片、电阻、电容、信号发生器、示波器等。另外，我们还需要准备一些基本的实验电路板和连接线，以便进行电路连接和测量。

3. 实验一：集成运算放大器的非反相放大电路

我们首先将集成运算放大器配置为非反相放大电路，并使用信号发生器输入一个正弦波信号。通过调节输入信号的幅值和频率，我们可以测量输出信号的幅值和相位。通过实验数据的测量和分析，我们可以验证非反相放大电路的放大倍数和相位特性。

4. 实验二：集成运算放大器的反相放大电路

接下来，我们将集成运算放大器配置为反相放大电路，并使用信号发生器输入一个正弦波信号。同样地，通过调节输入信号的幅值和频率，我们可以测量输出信号的幅值和相位。通过实验数据的测量和分析，我们可以验证反相放大电路的放大倍数和相位特性。

5. 实验三：集成运算放大器的积分电路

我们将集成运算放大器配置为积分电路，并输入一个方波信号。通过测量输入和输出信号的波形，我们可以验证积分电路的积分特性。通过实验数据的测量和分析，我们可以验证积分电路的频率特性和相位特性。

通过以上实验数据的测量和分析，我们可以得出结论：集成运算放大器在非反相放大、反相放大和积分电路中的性能和特性。我们还可以深入讨论集成运算放大器的应用范围和设计技巧，以便读者能够更全面、深刻地理解集成运算放大器的基本应用实验数据。

.. 三墩职业技术学院实验报告

课程名称：电子电路设计实验 指导老师： 成绩：__________________

实验名称：集成运算放大器应用电路研究 实验类型：设计 同组学生：__________

一、实验目的 二、实验任务与要求

三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备 五、实验步骤与过程

六、实验调试、实验数据记录 七、实验结果和分析处理

八、讨论、心得

一、实验目的

1、研究由集成运放构成的比例、加法、减法等基本运算电路的组成与功能，加深对集成运放线性应用电路结构和性能特点的理解，掌握其设计方法。

2、研究放大电路增益带宽积与单位增益带宽的关系。

3、了解运算放大器构成的基本运算电路在实际应用时的局限性和应考虑的问题。

二、实验任务与要求

总体要求：

（1）实验电路的选择和外围元件参数的确定要有依据和计算过程。

（2）运放电源电压 ±（12~15）V。

（3）原始数据记录要详尽。

1、反相放大器的设计研究

（1）设计一反相放大电路，要求10||,10viAkR。

（2）安装该电路，加1kHz正弦信号，研究输入、输出信号的幅度、相位关系。

2、设计并安装一个算术运算电路，要现：)5.0(21iioVVV

1iV用直流、2iV用正弦信号在合适的幅度和频率围，进行验证并记录波形及参数。

装

订

线

.. 3、增益带宽积研究

在合适的幅度和1kHz的频率下，测出输出信号的峰峰值，然后逐渐加大频率，直至输出信号峰峰值变为原来的0.707倍，测下此时的电压。比较不同的反馈电阻（即不同增益）对上限截止频率的影响。

三、实验方案设计与实验参数计算

1、理论基础

（1）集成运放

高电压增益、高输入电阻、低输出电阻、直接耦合的多级放大集成电路。

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S2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：

)(2211IfIfOvRRvRRv

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R3，其阻值应与运放反相端的外接等效电阻相等，即要求R3= Rl∥R2∥Rf。

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。