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5 运算放大器的设计与分析运算放大器的 设计与分析清华大学 电机工程与应用电子技术系电74班赵君健20070109882008年4月3日 目前广泛应用的电压型集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络,可实现不同用途的电路,例如利用运算放大器可非常方便的完成信号放大、信号运算（加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等）、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。集成运算放大器的种类非常多,可适用于不同的场合。 其中，通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大、面广,其性能指标能适合于一般性使用。通用型运算放大器是目前应用最为广泛的集成运算放大器。741 放大器为运算放大器中最常被使用的一种。为说明运算放大器的基本作用于基本电路结构，我们给出一个5脚管的741在实际应用中的两个例子。一、问题描述: 设计一个放大倍数等于3的放大器。其中，运算放大器选用5管脚的741元件，运放电源电压为15V（不可随意改）。 设计、 的阻值（数量级是），且满足（以减少偏置电流对运放的影响），组成放大倍数等于3 的同相比例器。并求出线形区的输入电压范围及进入饱和区的最小输入电压。采用同相比例器电路如下图所示:理论分析: 由理想放大器的电路性质,我们有 ，且 ，可得，即现要求放大倍数为即，再由 （已标出,如图）利用EWB对电路进行仿真由x1,y1可以求出放大倍数为2.9999,与理论推导计算误差为，工程上可以接受。 由x2,y2可见线形区的输入电压范围为-4.800V4.800V;进入饱和区的最小输入电压为4.800V二、问题描述: 设计完成的运算电路, 并给出仿真结果（选直流工作点分析）。观察输出电压变化，将结果列出表格。运算电路如下，计算出的阻值已在图中标出，并分别就对进行扫描可见线性区 可见线性区可见线性区 下面给出几组具体数据 将实验数据整理如下：u1u2u3u0(理论值)u0(实验值)第一组181-17-14.118第二组1231111.002第三组21166.002第四组4-3299.0018第五组21.666731414.002第六组3451914.118有以上数据及扫描曲线，可知该运算放大器输出最值为14.118，在最大输出范围内，符合由上述几个例子可以看出运算放大器在实际电路设计中的灵活应用，在工程上运算放大器的作用绝不仅局限于此，更广泛的应用仍有待我们去探索，所以在电路学习过程中应对运算放
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