集成运算放大器应用实验报告总结

集成运算放大器实验报告

集成运算放大器是一种高性能多级直接耦合具有两个输入端、一个输出端的电压放大电路。具有高增益、高输入阻抗低输出阻抗的特点。通常，线性应用电路需要引入负反馈网络，构成各种不同功能的实际应用电路。

(a)μA741高增益运算放大器 （b） LM324四运算放大器

图2.4.2 典型的集成运放外引脚排列

1. 比例、加减、微分、积分运算电路设计与实验

1.1原理图

(a) 反相比例运算电路 (b) 同相比例运算电路

图1.1 典型的比例运算电路

(a) 反相求和运算电路 (b) 同相求和运算电路

图1.2 典型的求和运算电路

(a) 单运放减法运算电路 (b) 双运放减法运算电路

图1.3 典型的减法运算电路

图1.4 积分电路 图1.5 微分电路 图 1.6 实际微分电路（PID）

2.方波、三角波发生器 2.1原理图

图2.1 方波、三角波发生器

2.2理论分析(参照实验教材分析工作原理和周期、频率、幅度近似计算出以上结果) 2.2.1频率分析 2.2.2

集成运算放大器的应用实验报告

【摘要】：本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。

【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器word版本.

一、设计任务

使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a），实现下述功能：

使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b）所示， T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。

（a）

（b）

图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。

要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。

二、设计方

集成运算放大器的应用实验报告

【摘要】： 本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。

【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器

一、设计任务

使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a），实现下述功能： 使用低频信号源产生 ， 的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b）所示， T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。

（a）

（b）

图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它

集成运算放大器的应用实验报告

【摘要】： 本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。

【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器

一、设计任务

使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a），实现下述功能： 使用低频信号源产生 ， 的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b）所示， T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。

（a）

（b）

图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它

集成运算放大器的应用实验报告

【摘要】： 本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。

【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器

一、设计任务

使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a），实现下述功能： 使用低频信号源产生 ， 的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b）所示， T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。

（a）

（b）

图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它

第1章 集成运算放大器

集成运算放大器也简称为“运放”，是一种十分理想的增益器件。它的工作特性非常接近于理想情况，实际工作性能也非常接近于理论计算水平。这表明利用集成运算放大器可以使电路设计变得非常简单。它可以广泛地应用于涉及模拟信号处理的各个领域。

由于集成运算放大器内部是由大量的晶体管组成的。考虑到晶体管电路的工作原理在后面章节中介绍，因此本章仅将运算放大器作为一个电路器件来对待。有关运算放大器内部电路的分析详见本书后面相关章节的相关内容。

本章主要介绍理想运算放大器的工作性能与端口特性，详细分析运算放大器的同相、反相及差分三种基本方式的工作原理与性能特点，熟悉运算放大器的基本应用与电路设计。通过本章的学习，读者可以掌握常用运放电路的分析，也可以自主设计放大电路。

1．1理想运算放大器的功能与特性 1．1．1运算放大器的电路符号与端口

从信号的观点来看，运算放大器有两个输入端和一个输出端。运算放大器的电路符号如图1-1-1(a)所示。其中端口1和端口2为输入端，端口3为输出端。

1 2 ∞ A 3 1 2 4 VCC ∞ A 3 (a) 5 -VEE (b)

图1-1-1 运算放大器的电路符号及端口

从供电的观点来看，大多数运算放大

实 验 报 告

课程名称：

实验时间：

天津城建大学

控制与机械工程学院

一 实验目的： 1.掌握运算放大器的正确使用方法 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法，重点掌握积分器输入、输出 波形的测量和描绘方法。 二 实验设备和器材： 实验电子器件、直流稳压电源、直流稳压电源、数字万用表。 三 实验原理(电路): 1.比例运算电路 比例运算是应用最广泛的一种基本运算电路，可分为反相比例运算和同相比例运算。电路分别如 图 1 中(a)和(b)所示。

(a)反相比例运算

(c)反相求和运算

(b)同相比例运算 图1

(d)差分减法运算

2.反相求和运算 电路如图 1(c)所示。理想条件下，图 1(c)所示反相求和运算电路的输出电压与输入电压的关 系式为 UO=-RF/R1(Ui1+Ui2)

3.差分减法运算 电路如图 1(d)所示。理想条件下，图 1(d)所示差分减法运算电路的输出电压与输入电压的关 系式为u0 RF (ui 2 ui1 ) R1

四 实验内容(表格): 选择集成运放芯片，确定各电阻并连接电路，电阻一般选择 l0~lOOkΩ,同时注意电阻 R’的

集成运算放大器的分类与应用

摘 要：集成运算放大器在模拟电路中发挥的作用越来越重要，其应用已经延伸到汽车电子、通信电子产品、消费电子产品等各个领域，简单了解集成运放的分类及其一些常规的应用。

关键词：集成运算放大器；分类；应用

The classification of integrated operational amplifier with

applications

Abstract：In analogue circuit integrated operational amplifier play an increasingly important role, its application has been extended to automotive electronics, communication electronics products, consumer electronic products and other areas, simple to understand the classification and integrated amp some general application.

Key words：In

实验八 集成运算放大器的应用——运算器

一、 实验目的

1. 熟悉集成运算放大器的性能和使用方法 2. 掌握集成运放构成基本的模拟信号运算电路 二、 实验原理

集成运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的直流放大器。若外加反馈网络，便可实现各种不同的电路功能。例如，施加线性负反馈网络，可以实现放大功能，以及加、减、微分、积分等模拟运算功能；施加非线性负反馈网络，可以实现乘、除、对数等模拟运算功能以及其他非线性变换功能。

1. 反相放大器：

在理想的条件下，反相放大器的闭环电压增益为：AVF=

VOVI

= RF

1

R

2. 同相放大器：

在理想条件下，铜线放大器的闭环电压增益为：AVF=

VOVI

=1+RF

1

R

3.电压跟随器：当R1→∞时，AVF→1，同相放大器就转变为电压跟随器。它是百分百串联负反馈电路，具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压增益接近于

1的特点。 4.反相加法器：

在理想条件下，输出电压为：VO= RFVI1+RFVI2

1

2

RR

5.减法器：

在理想条件下，若R1=R2,RF=R3时，输出电压为：VO=RF VI2 VI1 ，若

1

R

RF=R1,,则VO=VI2-VI1,故此电路又称模拟减法器。 6.积分器：

7.微分器：

三、实验仪器

1.示波器一台

实验十二 集成运算放大器（Ⅳ）

—电压比较器

一、实验目的

1. 掌握比较器电路的构成及电路特点。 2. 学习、掌握比较器的测试方法。

二、实验原理

电压比较器是对输入信号进行鉴幅与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。电压比较器的种类有：单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。

1. 单限比较器

信号幅度比较就是将一个模拟量的电压信号和一个参考电压相比较，在二者幅度相等的附近输出电压将产生跃变。单限比较器将输入信号ui和参考电压UREF进行比较，这时集成运放处于开环状态，具有很高的开环电压增益，当ui在参考电压UREF附近有微小的变化时，运放输出电压将会从一个饱和值过渡到另一个饱和值。我们把比较器输出电压uO从一个电平跳变到另一个电平时相应的输入电压ui值称为“门限电压”或“阈值电压”Uth。

单限比较器电路只有一个阈值电压，输入电压ui逐渐增大或减小过程中，当通过Uth

时，输出电压uO产生跃变，从高电平UOH跃变为低电平UOL，或者从UOL跃变为UOH。单限比较器的电压传输特性见图12-1（a）。

当输入信号ui从同相端输入，参考电压UREF接在反相端，且只有一个门限电压，此种电路称为同相输入单门限电压比较器；而当输入信号ui从