模拟运算放大电路(一)
模电实验模拟运算放大电路(一)
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
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。
模电实验报告-运算放大电路
实验仪器： 稳压电源 示波器 信号发生器 运算放大器 电阻、电容
实验步骤： 1）首先检查所领用实验仪器、器件是否工作正常、引脚是否完好。 2）按实验图一接好电路，检查无误后接入电源，用万用表测量运放的输入、输出端的 静态电压，并记录。 3）利用信号发生器，在 Vi 端输入一正弦信号：频率为 1KHz，幅度为 100mV。 4）在 Vo 端观察信号输出，并记录输出幅度，同时比对 Vi 和 Vo 之间的相位，并记录。 5）再调整信号发生器的幅度值至 200mV，重复 3）的步骤。 6）按实验图二接好电路，检查无误后接入电源，用万用表测量运放的输入、输出端的 静态电压，并记录。 7）利用信号发生器，在 Vi 端输入一正弦信号：频率为 1KHz，幅度为 100mV。 8）重复 3） 、4）步骤，记录数据。
数据记录： 记录条目 静态工作电压 1 反相比例放大器 正向输入端： 反向输入端： 输出端： 正向输入端： 反向输入端： 输出端： 输出信号 （V0） 波形： 万用表测试 记录内容 备注
2
同相比例放大器
输入信号（Vi） 4 5 100mV
------------------------------
4
200mV
5
波形：Leabharlann ------------------------------
------------------------------
深圳大学学生实验报告用纸
实验结论：
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字： 年 月 日 备注：
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后 10 日内。
运算放大电路运算放大电路计算集成运算放大电路差分运算放大电路两级运算放大电路模拟运算放大电路基本运算放大电路模拟运算放大电路三差动放大电路实验负反馈放大电路实验
模拟电路运算放大器
2、运算放大器的电路模型
例输（入21.）1电.1试阻：求电 ri当=路1v如o0=9图±Ω所，Vo示电m=，源±运电10放压V的时V解输+开输=入:+环(入11电)0电电当V压压，压vo最增的=V±小益最－V幅=A小o－vm值o幅=1时01值V，06。，
v=Pf-(vvNP-=v？N )输。入说电明流运i放i=的？两（个2区）域画vP。出- v传N ＝输v特o /性Av曲o 线 vo ＝±10V/ 106
负饱和
－ V om= V －
运算放大器电压传输特性
设vP > vN，若
V－< Avo(vP- vN) <V＋， 则vo =Avo (vP- vN) ;
若Avo(vP- vN) ≥V＋， 则vo =＋Vom=V＋ ;
若Avo(vP- vN) ≤V－， 则vo =－Vom=V－ 。
输出电压vo不可能超越 当 vo =±Vom时输入电压的 正负模拟电电路运源算放的大器 电压值。 最小幅值vP- vN ＝？
P
＋
V+ ＋10V
＋
v_P -－
－
109 Ω
ro
ri
＋
vN
106
Avo (vP vN )
－
＋
N
－
V－ －10V
模拟电路运算放运大算器放大器的电路模型
供电电源
V1
＋ vo －
V2
= ± 10μV 输入电流 i i= vP- vN / ri
＝ ±10μV / 109 Ω
＝ ±1×10－8 μA
2-10
第二章 运算放大器
本章导读
运算放大器是模拟集成电路中应用极为广泛的 一种器件。
常用运算放大器电路 (全集)
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
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。
模拟电路应用实验—运算放大器应用综合实验
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。
电子技术实验与Multisim 12仿真实验2.6 集成运算放大器应用(I)-模拟运算电路
图2-86 差动比例运算电路
图2-88 反相求和电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-89 同相求和电路
图2-90 和差电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-91 反相积分电路
（a）
（b） 图2-92 反相积分电路输入、输出波形
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-93反相微分电路
图2-94 反相微分电路输入、输出波形
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
五、实验室操作实验内容
1. 反相比例运算电路 2. 同相比例运算电路 3. 反相加法运算电路 4. 减法运算电路 5. 积分运算电路
三、实验原理
图2-74 差动比例运算电路
uo
uo1
uo2
Rf 1 R1
(ui1
ui2 )
图2-75 反相求和电路
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui2
Rf R3
ui3
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
三、实验原理
图2-76 同相求和电路
图2-77 和差电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
二、实验设备及材料
1．装有Multisim 12的计算机。 2．函数信号发生器。 3．双通道示波器。 4．数字万用表。 5．模拟电路实验箱。 6．芯片。 7．电阻、电容若干。
实验九 运算放大器的基本运算电路
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。
运放电路
运放电路何为运放电路？？？由运算放大器组成的电路，简称为运放电路。
这些电路可以说是五花八门，是我们学习模拟电子技术的一个重要内容，更是一个电子工程师必须掌握的电路之一。
运放电路有多种类型，是不是我们把它们牢牢记住就行了呢？？显然不是啦！作为知识的搬运工，我很不建议大家这样做啦！毕竟电路是会变的，换个套路考你就懵逼了，所以学习运放还是应该理解它，消化它。
其实，运放也没想象的那么难啦！今天，教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
只要我们熟练掌握“虚短”和“虚断”两个”小武器”，就能在沙场上将“运放”这个敌人打败啦！虚短和虚断“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
（输入差模电压不大于1mv）“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性 称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
（差模输入电阻无穷大）运放电路类型下面给大家详细讲解几种经个深入的理解。
1.反向运算电路分析： Vi 输入信号，R2由虚短，得V-=V+=0;因此，流经R1电流Ir1=(Vi 由虚断，得Ir1=I2;I2=-Vou 所以Vout=-Vi*R2/R1这就是传说中的反向放大器2.同向运算电路几种经典的运放电路，让大家能对运放电路有R2反馈电阻，Vout 输出信号 1=(Vi-V-)/R1=Vi/R1 Vout/R2； 放大器分析过程啦！！是不是很简单啊？？电路有一？？哈哈分析：Vi输入信号，R1反馈电阻，Vout输出信号由虚短，得Vi=V-;再根据虚断，可知R1,R2可近似看成串联，则流经R1,R2的电流相等，即Ir1=Ir2；(Vout-V-)/R1=V-/R2即(Vout-Vi)/R1=Vi/R2；故Vout=ViR1/R2-Vi=Vi(R1/R2-1);认真看看，这个电路是不是跟之前分析得反向放大电路只差一个符号呢？？没错，这就是同向放大器，是不是很惊喜，很简单呢？哈哈哈！！3.加法运算电路先分析图三，V1,V2输入信号，R3反馈电阻，Vout输出电压由虚短，得V-=V+=0;由虚断，可知流经R1,R2和R3电流分别为Ir1=V1/R1;Ir2=V2/R2;Ir3=-Vout/R3；再根据基尔霍夫电流定律，可知流经R3得电流等于Ir1+Ir2所以，Ir3=Ir1+Ir2即-Vout/R3=V1/R1+V2/R2，若取R1,R2,R3值相同，则-Vout=V1+V2;再分析图四，V1,V2输入信号，R3反馈电阻，Vout输出电压由虚断，我们可以知道R3,R4串联，流过电流相等，即Ir3=Ir4=Vout/R3+R4;所以，V-=Ir4R4=VoutR4/R3+R4;由虚短可知，V-=V+;即V+=VoutR4/R3+R4;再根据虚断，我们同样可以知道R1,R2串联，流过电流相等，即Ir1=Ir2所以，(V1-VoutR4/R3+R4)/R1=-(V2-Vout*R4/R3+R4)/R2;如果R1=R2,R3=R4,则V1+V2=Vout；顾名思义这两个电路就是电压加法器，简称加法运算电路。
新版模拟电子技术 部分参考答案(一)
习 题 11.1． 当负载开路（R L =∞）时测得放大电路的输出电压o u'=2V ；当输出端接入R L =5.1kΩ的负载时，输出电压下降为u o =1. 2V ，求放大电路的输出电阻R o 。
解：'L o o L o R u u R R =•+，'o o(1) 3.4k o L u R R u =-=Ω 1.2 当在放大电路的输入端接入电压 u s =15mV ，内阻 R s =1k Ω的信号源时，测得电路的输入端的电压为 u i =10mV ，求放大电路的输入电阻 R i 。
解：ii s i s R u u R R =•+， ∴()2k i i s s iu R R u u ==Ω-1.3 当在电压放大电路的输入端接入电压 u s =15mV ，内阻 R s = 1k Ω的信号源时，测得电路的输入端的电压为 u i =10mV ；放大电路输出端接 R L = 3k Ω的负载，测得输出电压为u o =1.5V ，试计算该放大电路的电压增益 A u 和电流增益 A i ，并分别用 d B （分贝）表示。
解：oi150u u A u ==，dB A dB A u u 5.43lg 20)(== 100()o o Li i s i sI u R A I u u R ===-，dB A dB A i i 40lg 20)(== 1.4 某放大电路的幅频响应特性曲线如图1.1所示，试求电路的中频增益A um 、下限截止频率f L 、上限截止频率f H 和通频带f BW 。
解：dB dB A um 40)(= ∴100=umAHz f H 510= Hz f L 20= ∴Hz f f f f H L H BW 510=≈-=图1.1 习题1.4电路图 图1.2 习题1.5电路图1.5 电路如图1.2所示，已知：当输入电压为0.4V 时，要求输出电压为4V 。
试求解R 1和R 2的阻值。
运算放大器11种经典电路
精心整理运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花了乱，是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。
????遍观所有模拟电子技术的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
???今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
???虚短和虚断的概念???由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V。
因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
????“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
???由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
???在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
chap2 模拟电路 运算放大器
v i2
Rf R2
Rp Rn
Rf R2
其中: Rn =R1 // Rf Rp =R2 // R3
v i2
则输出电压为 vo = vo1 +vo2 当 Rn = Rp 时,
vo Rf R2
v i2
Rf R1
v i1
v i2
Rf R1
v i1
9
例1: 写出下面电路的输出电压表达式
19
微 分 电 路
iC ( t ) i R ( t )
C dv i ( t ) dt v o (t ) R
v o ( t ) RC
dv i ( t ) dt
或: v ( s ) RC sv ( s ) o i 由拉氏反变换可求得其 时域表达式
(该电路存在的问题:抗高频干扰能力差,易自激,输入电压突 变运放堵塞等，一实用微分电路见习题2.4.12)
Rf R2
v i2
缺点：调节各支路信号的比例系数不如反相电路方便
8
求差电路 (减法电路)
差分式减法电路
可利用叠加原理求vo
- vi1单独作用时(vi2=0),
v o1 Rf R1 v i1
- vi2单独作用时(vi1=0),
v o2 R1 R f R1 v
R1 R f R1 R3 R2 R3
27
调幅波形 调制信号 vs
v s V s cos s t
载波 vc
v c V c cos c t
已调信号 vo1
v o 1 ( KV cV s cos s t ) cos c t
28
i3
R3
ui
模拟运算放大电路实验报告
模拟运算放大电路实验报告模拟运算放大电路实验报告引言模拟运算放大电路是电子工程领域中常见的重要电路之一。
它能够将微小的输入信号放大到较大的幅度，广泛应用于信号处理、传感器接口等领域。
本实验旨在通过搭建模拟运算放大电路并进行实际测量，探索其工作原理和性能。
一、实验装置和方法1. 实验装置本实验使用了一台函数发生器、一台示波器、一块模拟运算放大电路实验板以及一些连接线等设备。
2. 实验方法（1）首先，将函数发生器的正负极分别与实验板上的电源端子连接，以提供所需的电源电压。
（2）然后，将函数发生器的输出端与实验板上的输入端相连，作为输入信号。
（3）接下来，将示波器的探头一个端口连接到实验板的输出端，用于测量输出信号。
（4）最后，调节函数发生器的频率和幅度，观察并记录输出信号的变化。
二、实验结果与分析在进行实验过程中，我们分别改变了输入信号的频率和幅度，观察并记录了输出信号的变化。
下面是我们的实验结果与分析。
1. 频率对输出信号的影响我们首先将输入信号的频率从低到高逐渐增加，并观察输出信号的变化。
实验结果显示，当输入信号的频率较低时，输出信号的幅度较大，且与输入信号具有相同的波形。
然而，当频率超过一定阈值后，输出信号的幅度开始减小，且波形发生了明显的畸变。
这是因为模拟运算放大电路存在带宽限制，无法有效放大高频信号。
因此，合理选择输入信号的频率范围是非常重要的。
2. 幅度对输出信号的影响接着，我们固定输入信号的频率，逐渐增加其幅度，并记录输出信号的变化。
实验结果显示，当输入信号的幅度较小时，输出信号的幅度与输入信号基本一致。
然而，当幅度超过一定阈值后，输出信号的幅度开始饱和，无法继续放大。
这是因为模拟运算放大电路存在供电电压限制，无法提供足够的电压来放大过大的输入信号。
因此，合理选择输入信号的幅度范围也是非常重要的。
三、实验总结与思考通过本次实验，我们对模拟运算放大电路的工作原理和性能有了更深入的了解。
在实际应用中，我们应该根据具体需求合理选择输入信号的频率和幅度，以确保输出信号能够得到有效放大。
运算放大器11种经典电路
精心整理运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花了乱，是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。
????遍观所有模拟电子技术的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
???今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
???虚短和虚断的概念???由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V。
因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
????“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
???由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
???在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
运算放大器基本电路大全
运算放大器基本电路大全运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC －，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
实验八集成运算放大器的基本应用（i）
40 模拟电子技术实验实验八集成运算放大器的基本应用(I)─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、实验设备与器件三、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。
1.理想运放的特性在大多数情况下，运放可被视为理想器件，就是将运放的各项技术指标理想化，理想运放需要满足下列条件：开环电压增益A ud=∞输入阻抗r i=∞输出阻抗r o=0带宽f BW=∞失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式U O＝A ud（U+－U－）由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。
即U+≈U－，称为“虚短”。
（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。
2.基本运算电路（1）反相比例运算电路实验八 集成运算放大器的基本应用(Ⅰ) 41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 1F O U R R U -=为了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 。
图8－1 反相比例运算电路 图8－2 反相加法运算电路（2）反相加法电路电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)(i22F i11F O U R RU R R U +-= R 3＝R 1 / / R 2 / / R F （3）同相比例运算电路(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器图8－3 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 1F O )(1U R R U += R 2＝R 1 / / R F42 模拟电子技术实验当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图8－3(b)所示的电压跟随器。
[第五次实验模拟运算放大电路(一)]运算放大电路
![[第五次实验模拟运算放大电路(一)]运算放大电路](https://img.taocdn.com/s3/m/5e16ccbb1eb91a37f0115c29.png)
[第五次实验模拟运算放大电路(一)]运算放大电路东南大学电工电子实验中心实验报告学号：姓名：第五次实验名称：模拟运算放大电路（一）提交报告时间：2011年 05 月 01 日完成名次：成绩：审批教师：2011年月学习目标：1、了解运放调零介绍和相位补偿的形式语言。
日2、专业技能反相比例、同相比例、加法、减法等电阻的设计方法。
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、传输特性曲线的数学计算。
实验原理1、运放“调零”，是指运放作直流放大器用时，由于输入失调电压和失调亢进电流的影响，当运放的输入为零时，输出不为零，这不仅影响运放的精度，严重时还会造成运放不能正常工作。
调零一般是在运放的输人端外加一个补偿电压，抵消运放本身的失调电压，达到凋零的目的。
有的运放有调零引出古滕科如本实验用到的741，其调零电路如下图所示，调节电位器RW ，可使运放输出电压为零。
也有的运放无调零引出端，锦利要在同相端或反相端接一定的补偿电压来实现。
图1 调零电路图2、用示波器测量物理性质电压传输特性曲线的方法图2 电压传输特性曲线测量示波器X-Y 方式成功进行直接观察，是把一个电压随时间变化的信号（如：正弦波、三角波、锯齿波）在加到收发器电路输入端的同时加到示波器的X 通道，电路的输出加和信号加到示波器的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机构参数。
测量方法如图2所示。
具体测量式子如下：(1) 选择接收机合理的输入信号的电位，一般抓取与电路实际的加载动态范围相同，太开关电源大的除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件；太小不能实际上完全反应电路的传输特性。
(2) 选择公平合理的输入信号频率，频率太高会引起电路的各种高频电容器效应，太低则使显示的波形闪烁，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，一般要将读写耦合方式设定为DC ，比较容易忽视的是在X-Y 方式下，X 通道促发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 。
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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。