运算放大器的电路仿真设计

一、电路课程设计目的

深入理解运算放大器电路模型，了解典型运算放大器的功能，并仿真实现它的功能；

掌握理想运算放大器的特点及分析方法（主要运用节点电压法分析）；

熟悉掌握Multisim软件。

二、实验原理说明

（1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件，它包括输入端和输出端。它的类型包括：反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电压跟随器、电源变换器等。

（2）

（3）理想运放的特点：根据理想运放的特点,可以得到两条原则：

（a）“虚断”：由于理想运放，故输入端口的电流约为零，可近似视为断路，称为“虚断”。

（b）“虚短”：由于理想运放A，，即两输入端间电压约为零，可近似视为短路，称为“虚短”。

已知下图，求输出电压。

理论分析：

由题意可得：（列节点方程）

解得：

三、电路设计内容与步骤

如上图所示设计仿真电路。

仿真电路图：

根据电压表的读数，，与理论结果相同。

          但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大，

致结果没有任何意义。如图所示，电压单位为伏时的仿真结果：

         ，与理论结果相差甚远。

四、实验注意事项

1）注意仿真中的运算放大器一般是上正下负，而我们常见的运放是上负下正，在仿真过程中要注意。

2）由于运算放大器的工作范围是有限的，因此，在仿真时要把Ua和Ub的范围在毫伏或者更小的单位内，使运放在其线性范围内工作，这样结果才会更准确。

五、电路课程设计总结

通过本次试验，我验证了理想运算放大器在线性工作区内“虚短虚断”的性质，学会了用模拟软件对含理想运算放大器电路的分析，加深了对含理想运算放大器电路的理解。

在模拟中，我曾多次出错，得不到理想的结果，原因有：接线时没注意到理想放大器的正负极，电压源过大，超出理想放大器线性工作范围，问过老师后，我对自己的电路进行修改，得到理想的结果。