目標：
在本實驗中，我們將介紹一種有源電路——運算放大器（op amp），其某些特性（高輸入電阻、低輸出電阻和大差分增益）使它成為近乎理想的放大器，并且是很多電路應用中的有用構建模塊。在本實驗中，你將了解有源電路的直流偏置，并探索若干基本功能運算放大器電路。我們還將利用此實驗繼續發展使用實驗室硬件的技能。
材料：
u ADALM1000硬件模塊
u 無焊試驗板和跳線套件
u 一個1 kΩ電阻
u 三個4．7 kΩ電阻
u 兩個10 kΩ電阻
u 一個20 kΩ電阻
u 兩個AD8541 器件（CMOS軌到軌放大器）
u 兩個0．1 μΩ電容（徑向引線）
1．1 運算放大器基礎知識
第一步：連接直流電源
必須為運算放大器始終提供直流電源，因此在添加任何其他電路元件之前，最好配置這些連接。圖1顯示了無焊試驗板上的一種可能的電源配置。我們將兩根長軌用于正電源電壓和地，另一根用于可能需要的2．5 V中間電源連接。板上包括電源去耦電容，其連接在電源和地（GND）軌之間。現在詳細討論這些電容的用途還為時過早，只需知道它們用于降低電源線上的噪聲并避免寄生振蕩。在模擬電路設計中，務必在電路中每個運算放大器的電源引腳附近使用小型旁路電容，這被認為是良好實踐。
圖1．電源連接
將運算放大器插入試驗板，然后添加導線和電容，如圖1所示。為避免以后出現問題，可能需要在試驗板上貼一個小標簽，指示哪些電源軌對應5 V、2．5 V和地。導線應利用顏色加以區分：紅色為5 V，黑色為2．5 V，綠色為GND。這有助于保持連接的有序性。
接下來，在ADALM1000板和試驗板上的端子之間建立5 V電源和GND連接。使用跳線為電源軌供電。注意，電源GND端子將是電路接地基準。有了電源連接之后，可能需要使用DMM直接探測IC引腳，確保引腳7為5 V且引腳4為0 V（地）。
注意，使用電壓表測量電壓之前，必須將ADALM1000插入USB端口。
單位增益放大器（電壓跟隨器）：
第一個運算放大器電路很簡單（如圖2所示）。這稱為單位增益緩沖器，有時也稱為電壓跟隨器，它由轉換函數VOUT ＝ VIN定義。乍一看，它似乎是一個無用的器件，但正如我們稍后將展示的那樣，其有用之處在于高輸入電阻和低輸出電阻。
圖2．單位增益跟隨器
使用試驗板和ADALM1000電源，構建圖2所示的電路。請注意，此處未明確顯示電源連接。任何實際電路中都會進行這些連接（如上一步中所做的那樣），因此從這里開始，原理圖中沒必要顯示它們。使用跳線將輸入和輸出連接到波形發生器輸出CA－V和示波器輸入CB－H。
通道A電壓發生器設置為1．0 V最小值和4．0 V最大值（3 V p－p，以2．5 V為中心），使用500 Hz正弦波。配置示波器，使輸入信號跡線顯示為CA－V，輸出信號跡線顯示為CB－V。導出所產生的兩個波形圖，并將其包含在實驗報告中，注意波形參數（峰值和頻率的基波時間周期）。你的波形應當確認其為單位增益或電壓跟隨器電路的說明。
緩沖示例：
運算放大器的高輸入電阻（零輸入電流）意味著發生器上的負載非常小；也就是說，沒有從源電路汲取電流，因此任何內部電阻（戴維寧等效值）上都沒有電壓降。所以，在這種配置中，運算放大器的作用類似于緩沖器，屏蔽信號源免受系統其他部分帶來的負載效應。從負載電路的角度看，緩沖器將非理想電壓源轉換成近乎理想的電壓源。圖3給出了一個簡單的電路，我們可以用它來演示單位增益緩沖器的這個特性。這里，緩沖器插在分壓器電路和某一負載電阻（10 kΩ電阻）之間。
圖3．緩沖器示例
斷開電源并將電阻添加到電路中，如圖3所示（注意這里沒有更改運算放大器連接，我們只是相對于圖2翻轉了運算放大器符號以更好地安排導線）。
重新連接電源，并將波形發生器設置為500 Hz正弦波、0．5 V最小值和4．5 V最大值（4 V p－p，以2．5 V為中心）。同時觀察VIN CA－V和VOUT CB－H，并在實驗報告中記錄幅度。使用示波器輸入CB－H還能測量運算放大器引腳3上的信號幅度。
圖形實例如圖4所示。
圖4．緩沖器曲線
移除10 kΩ負載，代之以1 kΩ電阻。記錄幅度。現在移動引腳3和2．5 V之間的1 kΩ負載，使其與4．7 kΩ電阻并聯。記錄輸出幅度如何變化。你能預測新的輸出幅度嗎？