2_1基本运算电路

集成运放基本运算电路的分析与设计

实验报告 实验名称集成运放基本运算电路的分析与设计 课程名称模电实验 院系部：控计专业班级： 学生姓名：学号： 同组人：实验台号： 指导老师：成绩： 实验日期： 华北电力大学 一、实验目的和要求 1．掌握使用集成运算放大器构成反相输入比例运算电路、同相输入比例运算电路、反相输入求和运算电路、减法运算电路的方法。2．进一步熟悉该基本运算电路的输出与输入之间的关系。 二、实验设备 1．模拟实验箱 2．数字万用表 3．运算放大器LM324 4．10K、20K、100K的电阻若干

5．模拟实验箱上有滑动变阻器可供同学使用 三、实验原理． 实际运放具有高增益、低漂移、高输出阻抗、低输出阻抗、可靠性高的特点，可视为理想器件。运放的理想参数： 1．开环电压增益 A=∞vd2．输入电阻 R=∞，R=∞icid3．输出电阻 R =0 o4．开环带宽 BW= ∞ KCMR =∞．共模抑制比5 ．失调电压、电流6 、=0VI=0 ioio 根据分析时理想运放的条件，得出两个重要结论： =V 虚开路：I=0 V虚短路：i+-下图为反相比例运算放大器与同相比例运算放大器。 四、实验方法与步骤： 1.反向输入比例运算 按实验原理中所示电路接线，接通电源。从实验箱的直流信号源引入输入信号U，测量对应的输出信号U的值，算出A，将实验值与理论值uiO相比较，分析误差产生的原因。 2.同向输入比例运算 参照反相输入比例运算的电路，设计比例系数为6的同相比例运算电路，设计出相应的电路图及表格，得到四组数据。并将测量值与设计要求进行比较。 输入电压不能过大，要保证运放工作在线性区。

3.反向输入比例求和运算 按实验原理中所示电路接线，接通电源。从实验箱的直流信号源引入输入信号U，测量对应的输出信号U的值，算出A，将实验值与理论值uOi相比较，分析误差产生的原因。 4.减法运算 参照反相输入求和运算的电路，设计比例系数为5的减法运算电路，设计出减法运算的电路图及相应的表格，得到四组数据。然后将测量值与设计要求进行比较。． 输入电压不能过大从而保证运放工作在线性区。五、实验结果与数据处理反向输入比例运算(V) U i U(V) o A 实验值u A-5 计算值 -5 -5 -5 u同向输入比例运算自行设计的电路图 自行设计的表格 (V)i (V) U o A 实验值u A6 6 6 6 计算值u反向输入求和运算 U(V) i1U-1 1 -1 (V) 1 i2U实验值o U计算值o减法运算自行设计电路图 自行设计表格 U (V) i1． -1 1 -1 1 (V) U i2U 实验值o U 计算值o六、思考题第

基本运算电路实验报告

实报告 课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：成绩： 实验名称：基本运算电路设计实验类型：同组学生姓名： 一、实验目的和要求： 实验目的： 1、掌握集成运算放大器组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。 2、了解集成运算放大器在实际应用中应考虑的一些问题。 实验要求： 1、实现两个信号的反向加法运算 2、用减法器实现两信号的减法运算 3、用积分电路将方波转化为三角波 4、实现同相比例运算（选做） 5、实现积分运算（选做） 二、实验设备： 双运算放大器LM358 三、实验须知： 1．在理想条件下，集成运放参数有哪些特征？ 答：开环电压增益很高，开环电压很高，共模抑制比很高，输入电阻很大，输入电流接近于零，输出电阻接近于零。2．通用型集成运放的输入级电路，为啥均以差分放大电路为基础？ 答：（1）能对差模输入信号放大 （2）对共模输入信号抑制 （3）在电路对称的条件下，差分放大具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。 3．何谓集成运放的电压传输特性线？根据电压传输特性曲线，可以得到哪些信 息？ 答：运算放大器的电压传输特性是指输出电压和输入电压之比。4．何谓集成运放的输出失调电压？怎么解决输出失调？ 答：失调电压是直流（缓变）电压，会叠 加到交流电压上，使得交流电的零线偏移 （正负电压不对称），但是由于交流电可 以通过“隔直流”电容（又叫耦合电容） 输出，因此任何漂移的直流缓变分量都不 能通过，所以可以使输出的交流信号不受 失调电压的任何影响。 专业： 姓名： 日期： 地点：紫金港东

5．在本实验中，根据输入电路的不同，主要有哪三种输入方式？在实际运用中这三种输入方式都接成何种反馈形式，以实现各种模拟运算？ 答：反相加法运算电路，反相减法运算电路，积分运算电路。都为负反馈形式。 四、实验步骤： 1.实现两个信号的反相加法运算 实验电路： R′= Rl//R2//RF 电阻R'的作用：作为平衡电阻，以消除平均偏置电流及其漂移造成的运算误差 输入信号v s1v s1输出电压v o ，1kHz 0 2.减法器（差分放大电路） 实验电路： R1=R2、R F=R3 输入信号v s1v s1输出电压v o ，1kHz 0 共模抑制比850 3.用积分电路转换方波为三角波 实验电路： 电路中电阻R2的接入是为了抑制由I IO、V IO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。 在t<<τ2（τ2=R2C）的条件下，若v S为常数，则v O与t 将近似成线性关系。 因此，当v S为方波信号并满足T p<<τ2时（T p为方波半个周期时间），则v O将转变

加减法运算电路设计

电子课程设 ——加减法运算电路设计 学院：电信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导老师：闫晓梅 2014年12月19日

加减法运算电路设计 一、设计任务与要求 1.设计一个4位并行加减法运算电路，输入数为一位十进制数， 2.作减法运算时被减数要大于或等于减数。 3.led灯组成的七段式数码管显示置入的待运算的两个数，按键控制运算 模式，运算完毕，所得结果亦用数码管显示。 4.系统所用5V电源自行设计。 二、总体框图 1.电路原理方框图： 图2-1二进制加减运算原理框图 2.分析： 如图1-1所示，第一步置入两个四位二进制数（要求置入的数小于1010）， 如（1001） 2和（0111） 2 ，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数 9和7；第二步通过开关选择运算方式加或者减；第三步，若选择加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步，前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。

例如： 若选择加法运算方式，则（1001）2+（0111）2=（10000）2 十进制9+7=16，并在七段译码显示器上显示16； 若选择减法运算方式，则（1001）2-（0111）2=（00010）2十进制9-7=2，并在七段译码显示器上显示02。 三、选择器件 1.器件种类： 表3-1 2.重要器件简介： （1） . 4位二进制超前进位加法器74LS283：完成加法运算使用该器件。 1).74LS283 基本特性：供电电压： 4.75V--5.25V 输出高电平电流： -0.4mA 输出低电平电流： 8mA 。 2).引脚图： 图3-1 引出端符号: A1–A4 运算输入端 B1–B4 运算输入端 C0 进位输入端 序号 元器件 个数 1 74LS283D 2个 2 74LS86N 5个 3 74LS27D 1个 4 74LS04N 9个 5 74LS08D 2个 6 七段数码显示器 4个 7 74LS147D 2个 8 开关 19个 9 LM7812 1个 10 电压源220V 1个 11 电容 2个 12 直流电压表 1个

运算电路设计

运算电路设计 预习资料： 一. 实验内容概述 本实验需要利用实验室提供的元器件在实验箱上搭建并调试一个运算电路，其电路功能为先将一正弦信号比例放大，再经过积分变为余弦信号，再通过减法运算消除信号中的直流分量。 二. 调试步骤 电路调试时通常做法是：先将整个电路图按功能划分为若干模块，本次电路应该会分为（比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路）三个模块；然后分别将各模块内部电路连好，并按照信号流向逐级调试（即从最初信号开始，每次多加一个模块，直至最后整机电路调试成功），本次实验根据题目要求依次调试比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路既可。 1. 按照设计好的电路图在实验箱上实现比例运算电路连线，详见下面各步： （1）选取电阻R1，并将其一端连接至运放反相输入端，如下图所示 （2）将电阻R1另一端连线至电源接地端，如下图所示 O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7

（3）选取电阻Rf ，并将其一端连接至运放反相输入端，如下边左图所示 （4）将电阻Rf 另一端连线至运放输出端，如上边右图所示 （5）选取电阻R2，并将其一端连接至运放同相输入端，如下图所示 O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7

（6）将信号发生器信号端连线至电阻R2另一端，并且将信号发生器接地端连线至电源接地端；如下图所示 （7）将电源+12V 连接至运放“7”脚，电源-12V 连接至运放“4”脚，如下图所示 O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7信号发生器

电路基础分析知识点整理

电路分析基础 1.（1）实际正方向：规定为从高电位指向低电位。 （2）参考正方向：任意假定的方向。 注意：必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值才有意义。 电压和电位的关系：U ab=V a－V b 2.电动势和电位一样属于一种势能，它能够将低电位的正电荷推向高电位，如同水路中的水泵能够把低处的水抽到高处的作用一样。电动势在电路分析中也是一个有方向的物理量，其方向规定由电源负极指向电源正极，即电位升高的方向。 电压、电位和电动势的区别：电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量，电动势则是衡量电源力作功本领的物理量；电路中两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值，是绝对的量；电位是相对的量，其高低正负取决于参考点；电动势只存在于电源内部。 3. 参考方向 (1)分析电路前应选定电压电流的参考方向，并标在图中； (2)参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。参考方向是列写方程式的需要，是待求值的假定方向而不是真实方向，因此不必追求它们的物理实质是否合理。 (3)电阻（或阻抗）一般选取关联参考方向，独立源上一般选取非关联参考方向。 (4) 参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进行，实际方向由计算结果确定。 (5)在分析、计算电路的过程中，出现“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几个名词概念时，切不可把它们混为一谈。 4. 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压和电流的数值前面的正、负号，若参考方向下一个电流为“－2A”，说明它的实际方向与参考方向相反，参考方向下一个电压为“＋20V”，说明其实际方向与参考方向一致；“加、减”指参考方向下列写电路方程式时，各项前面的正、负符号；“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向，“相同”是指电压、电流参考方向关联，“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。 5.基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括结点电流定律（KCL）和回路电压（KVL）两个定律，是集总电路必须遵循的普遍规律。 中学阶段我们学习过欧姆定律（VAR），它阐明了线性电阻元件上电压、电流之间的相互约束关系，明确了元件特性只取决于元件本身而与电路的连接方式无关这一基本规律。 基尔霍夫将物理学中的“液体流动的连续性”和“能量守恒定律”用于电路中，总结出了他的第一定律（KCL）；根据“电位的单值性原理”又创建了他的第二定律（KVL），从而解决了电路结构上整体的规律，具有普遍性。基尔霍夫两定律和欧姆定律合称为电路的三大基本定律。 6.几个常用的电路名词 1.支路：电路中流过同一电流的几个元件串联的分支。（m） 2.结点：三条或三条以上支路的汇集点（连接点）。（n） 3.回路：由支路构成的、电路中的任意闭合路径。(l） 4.网孔：指不包含任何支路的单一回路。网孔是回路，回路不一定是网孔。平面电路的每个网眼都是一个网孔。

运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法

熟悉运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法 2、了解其主要特点，掌握运用虚短、虚断的概念分析各种运算电路的输出与输入的函数关系。 3、了解积分、微分电路的工作原理和输出与输入的函数关系。 学习重点：应用虚短和虚断的概念分析运算电路。 学习难点：实际运算放大器的误差分析 集成运放的线性工作区域 前面讲到差放时，曾得出其传输特性如图，而集成运放的输入级为差放，因此其传输特性类似于差放。 当集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大元件 v o=A vo v id=A vo(v+-v-) 通常A vo很大，为使其工作在线性区,大都引入深度的负反馈以减小运放的净输入,保证v o不超出线性范围。 对于工作在线性区的理想运放有如下特点： ∵理想运放A vo=∞，则 v+-v-=v o/ A vo=0 v+=v- ∵理想运放R i=∞ i+=i-=0 这恰好就是深度负反馈下的虚短概念。 已知运放F007工作在线性区，其A vo=100dB=105 ,若v o=10V，R i= 2MΩ。则v+-v-=?，i+=?，i-=?

可以看出，运放的差动输入电压、电流都很小，与电路中其它电量相比可忽略不计。 这说明在工程应用上，把实际运放当成理想运放来分析是合理的。 返回 第二节基本运算电路 比例运算电路是一种最基本、最简单的运算电路，如图8.1所示。后面几种运算电路都可在比例电路的基础上发展起来演变得到。v o∝ v i：v o=k v i(比例系数k即反馈电路增益 A vF,v o=A vF v i) 输入信号的接法有三种： 反相输入（电压并联负反馈）见图8.2

同相输入（电压串联负反馈）见图8.3 差动输入（前两种方式的组合） 讨论： 1）各种比例电路的共同之处是：无一例外地引入了电压负反馈。 2）分析时都可利用"虚短"和"虚断"的结论： i I=0、v N=v p。见图8.4

初中物理串联电路基本计算(非常实用)

初中物理串联电路基本计算 1 ．在图1所示的电路中,电源电压为6伏且不变,电阻R 1的阻值为20欧.闭合电键S ,电流表 的示数为0.1安.求: ① 电压表的示数. ② 电阻R 2的阻值. 2 ．在图2所示的电路中,电源电压为10伏且保持不变,电阻R 1的阻值为30欧.闭合电键S 后, 电路中的电流为0.2安.求:①电阻R 1两端的电压.②电阻R 2的阻值. 3 ．如图3电路中,电源电压保持36伏不变,电阻R 1为48欧,当电键K 闭合时,电流表示数为0.5 安,求: (1)电阻R 1两端电压; (2)电阻R 2的阻值. 4 ．如图4所示,电源电压为12V ,R 1=10Ω,开关S 闭合后,电压表的示数为4V ,求: (1)R 1的电压; (2)通过R 1的电流; (3)R 2的阻值. R 2 S R 1 图2 图1 图3 图4

5．在图5所示电路中,电源电压为6伏,电阻R 1的阻值为l0欧,闭合电键后,通过R 1的电流为 0.2安.求: (1)电压表的示数; (2)电阻R 2两端的电压和R 2的阻值; (3)通电10分钟,通过 R 1的电荷量. 6．如图6所示的电路中,电阻R 2的阻值为10欧,闭合电键K ,电流表、电压表的示数分别为0.3 安和1.5伏.求: (1)电阻R 1的阻值. (2)电源电压. (3) 通电1分钟,通过电阻R 2的电荷量. 7．如图7(a )所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R 2上标有 “50Ω 2Α”字样,当滑片在b 端时,电流为0.2安,电压表示数为2伏, 求:①电源电压; ②移动滑片,当滑片在某位置时,电压表的示数如图7(b )所示,求R 2连入电路的电阻. 图5 图6 A K 2R 1 V V R 1 R 2 S a b 图7 (a) 1 2 3 图7 (b)

集成运放电路的设计

一设计目的 1.集成运算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、微分等模拟运算电路。 2.本课程设计通过Mulitisim编写程序几种运算放大电路仿真程序，通过输入 不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证，并利用Protel软件对实现对积累运算放大电路的设计，并最终实现PCB版图形式。二设计工具：计算机，Mulitisim，Protel软件 三设计任务及步骤要求 1)通过Mulitisim编写程序运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与 幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证。输入电压波形可以任意选取，并且可对输入波形的运算进行实时显示，并进行比较； 2)对设计完成的运算放大电路功能验证无误后，通过Protel软件对首先对电 路进行原理图SCH设计，要求：所有运算放大电路在一张原理图上； 输入输出信号需预留接口； 3)设计完成原理图SCH后，利用Protel软件设计完成印制板图PCB，要求：至 少为双层PCB板； 四设计内容 1集成运算放大器放大电路概述

集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。 2集成运放芯片的选取和介绍 由于LM324具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，而本次电子设计实验对精度要求不是非常高,LM324完全满足要求,因此我们这里选用LM 324作为运放元件 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可如图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图。 3运放电路基本原理及其Mulitisim仿真 3.1．同相比例运放电路

基本放大电路计算题,考点

第6章-基本放大电路-填空题： 1．射极输出器的主要特点是电压放大倍数小于而接近于1，输入电阻高、输出电阻低。 2．三极管的偏置情况为发射结正向偏置，集电结正向偏置时，三极管处于饱和状态。 3．射极输出器可以用作多级放大器的输入级，是因为射极输出器的。（输入电阻高）4．射极输出器可以用作多级放大器的输出级，是因为射极输出器的。（输出电阻低）5．常用的静态工作点稳定的电路为分压式偏置放大电路。 6．为使电压放大电路中的三极管能正常工作，必须选择合适的。（静态工作点） 7．三极管放大电路静态分析就是要计算静态工作点，即计算、、三个值。（I B、I C、U CE）8．共集放大电路（射极输出器）的极是输入、输出回路公共端。（集电极） 9．共集放大电路（射极输出器）是因为信号从极输出而得名。（发射极） 10．射极输出器又称为电压跟随器，是因为其电压放大倍数。（电压放大倍数接近于1）11．画放大电路的直流通路时，电路中的电容应。（断开） 12．画放大电路的交流通路时，电路中的电容应。（短路） 13．若静态工作点选得过高，容易产生失真。（饱和） 14．若静态工作点选得过低，容易产生失真。（截止） 15．放大电路有交流信号时的状态称为。（动态） 16．当时，放大电路的工作状态称为静态。（输入信号为零） 17．当时，放大电路的工作状态称为动态。（输入信号不为零） 18．放大电路的静态分析方法有、。（估算法、图解法） 19．放大电路的动态分析方法有微变等效电路法、图解法。 20．放大电路输出信号的能量来自。（直流电源） 二、计算题： 1、共射放大电路中，U CC=12V，三极管的电流放大系数β=40，r be=1KΩ，R B=300KΩ，R C=4KΩ，R L=4K Ω。求（1）接入负载电阻R L前、后的电压放大倍数；（2）输入电阻r i输出电阻r o 解：（1）接入负载电阻R L前： A u= -βR C/r be= -40×4/1= -160 接入负载电阻R L后： A u= -β(R C// R L) /r be= -40×(4//4)/1= -80 （2）输入电阻r i= r be=1KΩ 输出电阻r o = R C=4KΩ 2、在共发射极基本交流放大电路中，已知U CC = 12V，R C = 4 k?，R L = 4 k?，R B = 300 k?，r be=1KΩ，β=37.5试求： （1）放大电路的静态值 （2）试求电压放大倍数A u。

除法运算电路(模拟电路课程设计)

模拟电路课程设计报告设计课题：除法运算电路 专业班级： 学生： 学号： 指导教师： 设计时间：

目录 第一设计任务与要求 (3) 第二方案设计与论证 (3) 第三单元电路设计与参数计算 (4) 第四总原理图及元器件清单 (9) 第五安装与调试 (11) 第六性能测试与分析 (12) 第七结论与心得 (14) 第八参考文献 (15)

题目4：除法运算电路（4） 一、设计任务与要求 1．设计一个二输入的除法运算电路。 2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。 二、方案设计与论证 该课程设计是做一个二输入的除法电路，而因此需要利用对数和指数运算电路实现或者用模拟乘法器在集成运放反馈通路中的应用来实现。 在产生正、负电源的实用电路中，多采用全波整流电路，最常用的是单向桥式整流电路，即将四个二极管首尾相连，引出两根线接变压器，另外两个接后面电路，并将桥式整流电路变压器副边中点接地，并将二个负载电阻相连接，且连接点接地。电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。 方案一： 除法电路的输出电压正比于其两个输入电压相除所得的商，所以利用对数电路、差分比例运算电路和指数电路，可得除法运算电路的方块图： I1 u

方案二： 利用反函数型运算电路的基本原理，将模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中，便可构成除法运算电路。 比较： 方案一：该方案是利用对数电路、差分比例运算电路和指数电路的组合来设计的，运算放大器uA741要四个，电阻也很多，对焊接有很大的要求，要焊的器件比较多，相对来说比较复杂。 方案二：该方案是利用模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中的应用， uA741只要一个，电阻也很少，焊接起来比较方便。 我选择方案二。 三、单元电路设计与参数计算 1.对数运输电路 （1）电路原理图 由二极管方程知 ) 1e (D S D -=T U u I i 当 u D >>U T 时， T U u I i D e S D ≈

二级运算放大电路版图设计

1前言1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计 6 3.4.2电流源版图设计 7 3.4.3负载MOS管版图设计 7 3.5 DRC & LVS版图验证 8 3.5.1 DRC验证 8 3.5.2 LVS验证 8 4结论 9 5参考文献 9

本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。以传统的二级运算放大器为例，在ADE电路仿真中实现0.16umCMOS工艺，输入直流电源为5v，直流电流源范围27~50uA,根据电路知识，设置各个MOS管合适的宽长比，调节弥勒电容的大小，进入stectre仿真使运放增益达到40db，截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。。版图设计要求DRC验证0错误，LVS验证使电路图与提取的版图相匹配，观看输出报告，要求验证比对结果一一对应。 关键词：cadence仿真，设计指标，版图验证。 Abstract In this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of 0.16umCMOS technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one. Key words: cadence simulation, design index, layout verification.

01运算放大器16个基本运算电路设计

运算放大器16个基本运算电路设计 一、集成运算放大器放大电路概述 集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为 芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。 1.1反向比例电路 第1题：电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。 v u u R R u i i f 5101 0-=-=-=根据虚断虚短得 1.2反向求和加法电路 第2题：电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电

路功能。 v u u u R R u R R u i i i f i f 3(10)212 3 11 0-=--=--=—根据虚断虚短得 1.3电压跟随电路 第4题 电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。 这是一个电压跟随器： mv u u R R u i i f 100)1(11 1 0==+=

1.4加减运算电路 加减运算电路如图4所示，输入信号1i u 、2i u 分别加在反相输入端和同相输入端，这种形式的电路也称为差分运算电路。 输出电压为： 2 21123 1 (1) f f o i i R R R u u u R R R R =+ - +

《电路基础》考试大纲

《电路基础》考试大纲 Ⅰ考试性质 普通高等学校本科插班生招生考试是由专科毕业生参加的选拔性考试。高等学校根据考生的成绩，按已确定的招生计划，德、智、体全面衡量，择优录取。《电路基础》是电气工程及其自动化、电子信息工程专业的一门重要的专业基础课。该课程考核的目的是为了衡量学生理解、掌握电路原理的基本概念、基本原理、基本电路分析计算方法的程度，衡量学生是否具备应用所学知识分析和设计电路的能力。 Ⅱ考试内容 总体要求：考生应按本大纲的要求掌握电路基本理论、基本概念；熟练掌握电路基本分析方法，能对一般电路进行正确计算；理解各种元器件的基本电路结构和特性；能较好地理解和运用所学知识解决电路问题和进行简单的电路设计，掌握一般问题的分析思路，具备进一步学习电气工程及其自动化、电子信息工程专业后续课程的能力和基础。 一、集总电路的分析基础 ⒈考试内容 (1)电路的基本概念，电路基本物理量的概念及计算，参考方向。 (2)基尔霍夫定律：基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律。 (3)电阻元件：伏安特性、欧姆定律、功率计算。 (4)独立电源：电压源、电流源的概念和基本性质、伏安特性曲线。 (5)受控源：受控源的概念、符号、计算。 ⒉考试要求 (1)掌握电路的基本概念，电路基本物理量的概念及其参考方向，掌握电路中电位、电压、电流、功率等物理量的分析计算。 (2)掌握基尔霍夫电流定理、基尔霍夫电压定律的概念、参考方向及其应用。 (3)掌握欧姆定律及其应用。 (4)理解电源的概念、电流源和电压源的计算方法，理解电源的基本性质。 (5)了解受控源的概念、符号、计算。 二、线性电路的基本分析方法 ⒈考试内容

基本运算放大器电路设计

基本运算放大器电路设计

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武汉理工大学 开放性实验报告 （A类） 项目名称：基本运算放大器电路设计实验室名称：创新实验室 学生姓名：**

创新实验项目报告书 实验名称基本运算放大器电路设计日期2018.1.14 姓名** 专业电子信息工程 一、实验目的（详细指明输入输出） 1、采用LM324集成运放完成反相放大器与加法器设计 2、电源为单5V供电，输入输出阻抗均为50Ω，测试负载为50Ω输出误差 不大于5% 3、输入正弦信号峰峰值V1≤50mV,V2=1V，输出为-10V1+V2. 二、实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）(不超过1页) 通过使用LM324来设计反相放大器和加法器，因为每一个芯片内都有4个运放，所以我们就是使用其内部的运放来连接成运算放大器电路。 我们采用两个芯片串联的方式进行芯片的级联。对于反相放大器，输出电压Vo=-Rf/R1*Vi；对于同相加法器，Vo=(Rf/R1*Vi1+Rf/R2*Vi2)。 由于对该运放使用单电源5V供电，故需要对整个电路的共地端进行 2.5V 的直流偏置。为实现2.5V的共地端，在这里采用了电压跟随器的运放模型。2.5V 的分压点用两个相同100k的电阻进行分压，并根据经验选取了一个10uF的极性电容并联在2.5V分压点处，起滤除电源噪声的作用。最终由电压跟随器输出端作为后面电路的共地端。同样为使反相放大器能够放大10倍，有-Rf/R1=-10,即Rf=10R1,可取R1=10kΩ，Rf=100kΩ，则R2=R1//Rf。对于加法器，有R1=R2=Rf,均取为100kΩ，则R=100kΩ。

电学基础计算习题附答案

1、如图17所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.5A。请解答下列问题： (1)电源电压U；(2)电阻R2的阻值。 2、在图所示电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1=10Ω，R2为滑动变阻器．闭合开关S，当滑片P在a端是，电流表的示数为0.3A；当滑片P在b端时，电压表示数为2V． 求：（1）滑动变阻器R2的最大阻值？ （2）当滑片P在b端时，定值电阻R1消耗的电功率是多大？ 3、如图所示的电路中，开关S闭合后，电压表V l、V2的示数分别为12 V和4 V，电阻R2=20Ω，求电阻R1的阻值和电流表A的示数分别为多少? 4、在如图甲所示的电路中，电源电压为6V保持不变，当闭合开关后，两个电流表指针偏转均为图乙所示，则电阻 R1和R2的阻值各为多少？ 5、一个电阻为20Ω的用电器正常工作时，两端的电压是12V，如果要使该用电器在18V的电源上仍能正常工作，则： （1）在电路中应串联一个电阻，还是并联一个电阻？画出电路图； （2）这个电阻的阻值是多少？

6、在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数为0.2A。求： （1）电源电压U；（2）电阻R2的阻值。 7、如图所示，电阻R1=15Ω，开关S断开时电流表示数为0.4A，开关S闭合后电流表的示数为1A，若电源电压不变， 求：（1）电源电压是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）通电1m in电路消耗的电能是多少？ 8、把一只小灯泡接到3V的电源上,通过它的电流为0.2A，求：通电60s电流所做的功。 9、在图12所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2的阻值为15欧。闭合电键S后，电流表的示数为1安，通过电阻R2的电流为0.4安。求： ①电源电压U。 ②电阻R1的阻值。

加减运算电路的设计及分析

实验2《电子技术》课程设计任务书 设计工作计划 本设计时间为2天，具体安排如下： 熟悉课设目标，查阅相关资料，对相关理论进行剖析：天 设计电路图，计算相关参数，根据电路图进行仿真与测量：1天 撰写报告：天

1. 实验原理 通常在分析运算电路时均设集成运方位理想运放，因而其输入端的净输入电压和净输入电流均为0，即具有“虚短路”和“虚断路”两个特点，这是分析运算电路输出电压和输入电压关系的基本出发点。 从对比例运算电路的分析可知，输出电压与同相输入信号电压极性相同，与反相输入端电压极性相反，因而如果多个信号同时作用于两个输入端，那么必然可以实现加减运算电路。 第一级电路实现加减运算，第二级电路通过运用反响比例运算电路来放大第一级的输出信号。 图（a ） 根据虚断iN=iP=0 （1） 虚短UN=UP （2） iN=（U1-UN ）/R1+（U2-UN ）/R2-（Uo1/Rf1-UN ） （3） iP=（U3-UP ）/R3 （4） 根据式（1）（2）（3）（4）可知，当满足R1//R2//Rf=R3时 Uo1=Rf1（U3/R3-U2/R2-U1/R1） OPAMP_3T_VIRTUAL Rf1100kΩ 图（b ）这是一个电压串联负反馈电路 根据电路分析可得U02=-Uo1*Rf2/R5 将两级电路连到一起，可得

U1 OPAMP_3T_VIRTUAL U2 OPAMP_3T_VIRTUAL R1 50kΩ R2 50kΩ R3 40kΩ Rf1 100kΩ R5 40kΩ R6 20kΩ Rf2 40kΩ R4 40kΩ 代入各具体数值可得Uo2=（2Uo1+） 2.用软件的仿真结果 U1 OPAMP_3T_VIRTUAL U2 OPAMP_3T_VIRTUAL R1 50kΩ R2 50kΩ R3 20kΩ Rf1 100kΩ R5 40kΩ R6 20kΩ Rf2 40kΩ XSC1 A B C D G T XFG1 XFG2 XFG3 实验结论 当U1=，U2=，U3=时，Uo2=，与仿真实验结果一样。

运算放大器基本电路——11个经典电路

运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，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朮的书籍和课程，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。我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。 好了，让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”，开始“庖丁解牛”了。

加法运算电路课程设计解读

1 设计任务描述 1.1 设计题目：加法运算电路 1.2 设计要求 1.2.1 设计目的 (1 掌握加法运算电路的构成、原理与设计方法； (2 熟悉集成电路的使用方法。 1.2.2 基本要求 (1 设计被加数寄存器A 和加数寄存器B 单元； (2 设计全加器工作单元； (3 能进行四位二进制数的加法运算电路。 1.2.3 发挥部分 (1 实现了用数码管以十进制形式显示最后运算结果； (2 考虑了有进位的显示情况，可以实现全部四位二进制数的加法运算； (3 输入端填加了发光二极管可以清晰直观地显示输入的四位二进制数； (4 设计了清零开关S 1和加法控制开关S 2使运算控制更为人性化。 2 设计思路 我做的课程设计题目是加法运算电路，首先根据设计要求，我确定了设计必需的几种基本器件：寄存器74LS175、超前进位集成四位加法器74LS283、7448译码器和终端的显示器。 接下来，该到具体的设计环节了，首先是输入电路，要求实现两个四位二进制数的加法运算，于是我在一开始放置了八个开关，四个为一组，用来输入两个四位二进制数，考虑到发挥部分，所以我优化了电路功能，在开关后并排放了八个发光

二极管，这样就可以直观地显示输入了两个数了。寄存器除了输入和输出外，还有两个管脚，一个是清零控制，另一个是CP 端。因此，我又设计了两个开关S 1和S 2，S 1用来清零，S 2则用来输入CP 脉冲，这样会使运算的控制更为人性化。 然后设计具体的运算电路，为了方便我用十进制数来叙述，如果结果是一个两位数，那么我可以通过逐步减相应个数的10最后剩下一位数，这个数就是最后的个位，而减去了几个10十位就是几。两个四位二进制数输入寄存器后，将他们共同输出到加法器的输入端，如果有进位那么在进位输出端输出1进位，把剩下的四位数输出，通过演算我发现进位后剩下的数正好比数进来时少了16，那么为了实现减10的功能，必须想办法再加上一个6，所以还需要一个加法器实现加6的功能，所以我又放置了一个加法器，并让上一个加法器的进位端和这个加法器的加数端相连，如果进位则预置后一个加法器的加数为6，否则为0。与此同时输出一个高电平进位信号A 留给输出十位时使用。在第二个加法器运算之后，通过验算发现还有大于15的情况，所以我又放置了一个加法器和前面的那个实现同样的功能，最后有进位输出一个高电平进位信号B 留给输出十位时使用。这样一来通过第三个加法器后的数不会再比10大了，只能是0—10这11种情况。于是我想到了用一个减法器如果是10就减10，如果是0—9的数就减0。那么怎么判断是10还是0呢？这里我又想到了比较器，让第三个加法器的结果和9来比较，如果大于9那必定是10，那么就输出一个高电平，一方面给减法器的减数预置10，另一方面输出一个高电平信号C 留给输出时使用，因为它也相当于进了一位；如果小于等于9，输出低电平给减法器的减数端预置0。这样一来，减法器输出的结果就是的个位数了。 再来看十位数，前面有三个进位信号A 、B 、C ，我想设计一个电路，实现的功能是：他们中有几个是高电平十位就是几，于是我想到了用门电路来实现，所以我先根据功能画出了真值表，然后画出卡诺图化简成表达式最后设计出了门电路，输出两位二进制数。 最后设计输出端，对于个位，减法器的输出端直接和7448译码器输入端相连，再接到显示器上，就可以以十进制形式显示个位的数了。对于十位，上面的门

基本运算电路设计实验报告

实验报告 课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩： __________________ 实验名称： 基本运算电路设计 实验类型：______ _同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 实验目的和要求 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设计。 2. 掌握基本运算电路的调试方法。 3. 学习集成运算放大器的实际应用。 二、实验内容和原理（仿真和实验结果放在一起） 1、反相加法运算电路： 1212 12121 2 =( ) f o I I f f f o I I I I I u u u R R R R R u u u R R ++=-=-+ 当R1=R2时， 121 () f o I I R u u u R =- +，输出电压与Ui1，Ui2之和成正 比，其比例系数为1f R R ，电阻R ’=R1//R2//Rf 。 2、减法器（差分放大电路） 专业：机械电子工程 姓名：许世飞 学号： 日期： 桌号：

11o I f u u u u R R ----= 由于虚短特性有：2 3 23 321231 1233211 11,() I f f o I I f f o I I f u u u R R R R R R u u u R R R R R R R R R u u u R R R -+== ?+?? =+ - ?+??===-=因此解得：时，有可见，当时，输出电压等于出入电压值差。 3、由积分电路将方波转化为三角波： 电路中电阻R2的接入是为了抑制由IIO 、VIO 所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。在t<<τ2（τ2=R2C ）的条件下，若vS 为常数，则vO 与t 将近似成线性关系。因此，当vS 为方波信号并满足Tp<<τ2时（Tp 为方波半个周期时间），则vO 将转变为三角波，且方波的周期越小，三角波的线性越好，但三角波的幅度将随之减小。 4 、同相比例计算电压运算特性：