比例及加减运算电路实验报告.docx
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比例及加减运算电路实验报告
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比例及加减运算电路实验报告
篇一:
实验四比例求和运算电路实验报告
实验四比例求和运算电路
一、实验目的
1.掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。
2.学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验仪器
1.数字万用表2.信号发生器3.双踪示波器
其中,模拟电子线路实验箱用到直流稳压电源模块,元器件模组以及“比例求和运算电路”模板。
三、实验原理
(一)、比例运算电路1.工作原理
a.反相比例运算,最小输入信号uimin等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。
如下图所示。
10kΩ
输入电压ui经电阻R1加到集成运放的反相输入端,其同相输入端经电阻R2
接地。
输出电压uo经RF接回到反相输入端。
通常有:
R2=R1//RF由于虚断,有I+=0,则u+=-I+R2=0。
又因虚短,可得:
u-=u+=0由于I-=0,则有i1=if,可得:
ui?
u?
u?
?
uo
?
R1RF
uoRF?
A?
?
?
?
ufuR1i由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为:
?
?
u
?
Rif?
i?
R1?
ii?
反相比例运算电路的输出电阻为:
Rof=0
输入电阻为:
Rif=R1
b.同相比例运算
10kΩ
输入电压ui接至同相输入端,输出电压uo通过电阻RF仍接到反相输入端。
R2的阻值应为R2=R1//RF。
根据虚短和虚断的特点,可知I-=I+=0,则有u?
?
且u-=u+=ui,可得:
R1
?
uo?
ui
R1?
RFAuf?
R1
?
uo
R1?
RF
uoR?
1?
FuiR1
同相比例运算电路输入电阻为:
Rif?
输出电阻:
Rof=0
ui
?
?
ii
以上比例运算电路可以是交流运算,也可以是直流运算。
输入信号如果是直流,则需加调零电路。
如果是交流信号输入,则输入、输出端要加隔直电容,而调零电路可省略。
(二)求和运算电路1.反相求和
根据“虚短”、“虚断”的概念
RRui1ui2u
?
?
?
ouo?
?
(Fui1?
Fui2)
R1R2R1R2RF
当R1=R2=R,则uo?
?
RF(ui1?
ui2)
R
四、实验内容及步骤
1、.电压跟随电路
实验电路如图1所示。
按表1内容进行实验测量并记录。
理论计算:
得到电压放大倍数:
即:
ui=u+=u-=u
图1电压跟随器
从实验结果看出基本满足输入等于输出。
2、反相比例电路
理论值:
(ui-u-)/10K=(u--uo)/100K且u+=u-=0故uo=-10ui。
实验电路如图2所示:
图2:
反向比例放大电路
(1)、按表2内容进行实验测量并记录.表2:
反相比例放大电路
(1)
(2)、按表3进行实验测量并记录。
量值之差。
测量结果:
从实验数据1得出输出与输入相差-10倍关系,基本符合理论,实验数据
(2)主要验证输入端的虚断与虚短。
3、同相比例放大电路
理论值:
ui/10K=(ui-uo)/100K故uo=11ui。
实验原理图如下:
图3:
同相比例放大电路
(1)、按表4和表5内容进行实验测量并记录表4:
同相比例放大电路
(1)
4、反相求和放大电路
理论计算:
uo=-RF/R*(ui1+ui2)实验原理图如下:
5、双端输入求和放大电路
理论值:
uo=(1+RF/R1)*R3/(R2+R3)*u2-RF/R1*u1实验原理图如下:
五、实验小结及感想
1.总结本实验中5种运算电路的特点及性能。
电压跟随电路:
所测得的输出电压基本上与输入电压相等,实验数据准确,误差很小。
反向比例放大器,所测数据与理论估算的误差较小,但当电压加到3V时,理论值与实际值不符,原因是运算放大器本身的构造。
篇二:
实验二比例和加减法运算电路
实验二比例和加减法运算电路
一、实验目的
1、理解运算放大器的基本性质和特点。
2、熟悉集成运放构成的几种运算电路的结构及特点,测定其运算关系。
3、学习运算放大器的线性电路和非线性电路的应用。
二、实验仪器及原件
1.双踪示波器(ss-7804型)1台
2.信号发生器(ee1641D型)1台3.数字万用表(DT890型)1只4.直流电源(0~5V×2可调)1台5.实验板1块6.连接导线若干
三、实验原理
图2.1是与实验板相近的电路,图中D1D2为正负电源接错保护,加入D1D2后集成电路上的电压仅为11.4V左右。
c1c2为去耦电容,滤除由电源引入的高次谐波。
D3D4为集成电路输入端过电压保护,500Ω电阻R为集成电路输出保护,其均已连接好,放在实验板面背后。
注意:
后续实验,凡有集成电路的实验电路,均有以上元件,且已连接好。
vi2-vi1o图2.1电压跟随、比例、加减运算电路原理图
⒈电压跟随电路
电压跟随电路如图2.2所示。
电路为电压串联深度负反馈,因此,具有输出电阻很低,输入电阻很高的特点,一般用于信号隔离。
输入与输出间的关系为:
vo=vI。
⒉反相比例运算电路
图2.3是反相比例电路的原理图。
输出与输入间的关系:
i
i
(a)
图2.2电压跟随器
(b)
R
v=-vR
f
o
Ip
同相输入端与地之间的电阻称平衡电阻。
其值应
为:
Rp=Rf//R1。
⒊同相比例运算运算电
同相比例电路如图2.4所示。
输入与输出间的关系:
图2.3反相比例运算电路
v
o
=(1+
R
)vR
f
I
p
平衡电阻R2应为:
R2=Rf//R1,本实验可取10kΩ。
⒋减法(差分)运算电路
减法电路如图2.5所示。
输入与输出间的关系:
图2.4同相比例运算电路Rf
(vI2-vI1)vo=
R
1
平衡电阻:
Rn=Rp
5.反相加法运算放器
vv电路如图2.6所示,输出与输入间的关系:
R=-(vv
R
f
o
1
+vI3)I2
图2.5减法运算电路
平衡电阻:
Rp=Rf//R2//R3
v调零
1
Tr
v
反相输入VI--
n8空脚c
+Vcc正电源Vo6输出
端
Tr5调零
cA3140
同相输入VI+
图2.6反相加法运算电路图2.7cA3140管脚排列
负电源-Vcc
四、实验内容及步骤
本实验是在图2.3所示的实验板上进行。
集成电路采用cA3140或op081等,其管脚功能如图2.7所示。
图2.3电压跟随、比例、加减运算电路试验板图
⒈电压跟随电路
(1)按图2.2(a)或(b)接线。
由图2.1可看出,即把1′与2点连接,6点与输出端连接或输出端与2点短接,1与3点连接。
将输入端接地,闭合电源开关,用示波器观察输出有无振荡波形。
若有,应先消振或调零后,再进行实验。
⑵加入直流信号电压VI,调节电压值见表2.1,测量Vo的值,记入表2.1中。
⒉反相比例运算电路
(1)按图2.3正确连接。
即按图2.1把1点与1′和2点连接,6点与输出端vo连接,3点与4点连接,并调节Rp=Rf//R1。
闭合电源开关。
(2)输入直流电压信号,调节VI电压见表2.2,测量Vo的值,记入表2.2中,计算增益Av。
分析实测值与理论值产生误差的原因。
表2.1电压跟随电路测试表
(3)输入f=200hz,VIm=0.8V的正弦信号,测量输出电压Vom,用示波器观察vo、vI的相位关系,测量结果记入表2.3中,计算增益Av。
(4)设计一个反相比例运算放大器电路,要求电压增益AV=15,请确定R1,R2,Rf的值,说明允许输入的最大信号VIm=?
表2.2反相比例输入直流信号测量表
测量7脚V
=()V,4脚-V=()V,R=(),R=()
表2.3
反相比例输入交流信号
(1)按图2.4正确连接,即由图2.1,将1′与4(Rp置最大)点和2点连接,6点与
2.4同相比例输入直流信号
2.5同相比例输入交流信号
输出端vo连接;1与3点连接,便构成同相比例运算电路。
闭合电源开关。
(2)输入直流电压信号,调节VI电压值见表2.4,测量Vo的值,记入表2.4中,计算增益Av。
分析实测值与理论值产生误差的原因。
(3)输入f=200hz,VIm=0.8V,测量Vom,用示波器观察vo、vI的相位关系。
测量结果记入表2.5中,计算增益Av。
分析实测值与理论值产生误差的原因。
(4)设计一个同相比例运算电路,要求电压增益AV=11,设Rf=100,请确定R1、R2
的值,说明允许输入的最大信号VIm=?
⒋减法(差分)运算电路
(1)按图2.5正确连接。
即在图2.1中,将1点与1′、2点连接,6点与输出端vo连接;5点与3点连接(s3断开),7点接地,便构成减法运算电路。
(2)输入直流信号,调节VI电压值见表2.6,测量Vo的值,记入表2.6中,计算放大倍数Av。
分析实测值与理论值产生误差的原因。
2.6减法输入直流信号(R
为100kΩ)
V明输入信号的最大差值ΔVI=?
5.反相加法运算电路
(1)按图2.6正确连接。
即在图2.1中,将5点与2点连接(s3合上),6点与输出端vo连接;3点与4点连接。
(2)输入直流信号,调节VI电压值见表2.7,测量o的值,记入表2.7中,计算增益Av。
分析实测值与理论值产生误差的原因。
V入信号和的最大值ΣVI=?
五、实验报告、预习要求及思考题
1.实验报告
(1)整理实验数据、完成表格中要求的内容。
对应画出各输出电压与输入电压的波形。
(2)将测试值与估算值比较,若有误差,分析其原因。
(3)实验中若有不正常现象或故障,说明是如何解决的。
(4)对本实验仪器设备、电路板等的意见或建议。
2.预习要求及思考题
(1)复习与本实验有关的运算放大电路的理论知识;熟悉消振及调零的方法。
(2)估算表格中要求的理论值;准备好实验记录所需的表格、作图纸。
(3)平衡电阻的主要作用是什么?
比例、加减运算电路的平衡电阻如何计算?
(4)比例、加减运算电路的增益如何计算?
他们各引入的是什么负
反馈?
篇三:
比例求和运算电路实验报告
比例求和运算电路实验报告---
一、实验目的
①掌握用集成运算放大器组成比例\求和电路的特点和性能;②学会用集成运算放大电路的测试和分析方法。
二、实验仪器
①数字万用表;②示波器;③信号发生器。
三、实验内容
Ⅰ.电压跟随器
实验电路如图6-1所示:
理论值:
ui=u+=u-=u
图6-1电压跟随器
按表6-1内容实验并记录。
表6-1
Ⅱ.反相比例放大电路实验电路如图6-2所示:
理论值:
(ui-u-)/10K=(u--uo)/100K且u+=u-=0故uo=-10ui
图6-2反相比例放大器
1)按表6-2内容实验并测量记录:
表6-2
发现当ui=3000mV
时误差较大。
2)按表6-3要求实验并测量记录:
表6-3
其中RL接于Vo与地之间。
表中各项测量值均为ui=0及ui=800mV
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