实验四比例求和运算电路实验报告.docx

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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

、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。

、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

输入电压Ui经电阻Ri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=Ri//Rf

由于虚断，有1+=0，则u+=-I+R2=0。

又因虚短，可得：

u-=u+=0

由于I-=0，则有ii=if，可得：

uiuuuo

RiRF

反相比例运算电路的输出电阻为：

Rof=0

输入电阻为：

Rf=Ri

b•同相比例运算

输出电阻：

Rof=0

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，贝U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

i.反相求和

根据“虚短”、“虚断”的概念

当R1=R2=R，贝Uuo—（uiiui2）

R

四、实验内容及步骤

1、.电压跟随电路

得到电压放大倍数:

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:

即：

ui=U+=U-=U

表1:

电压跟随器

直流输入电压Vi（v）

-2

-0.5

0

0.5

1

输出电压

Rl=s

Vo（v）

Rl=5.1k

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

直流输入电压输入Vi（mv）

30

100

300

1000

3000

输出电压

Vo（v）

理论值

实测值

误差

表2:

反相比例放大电路

（1）

（2）、按表3进行实验测量并记录

表三：

反相比例放大电路

（2）

测试条件

被测量

理论估算值

实测值

Rl开路，直流输入信号Vi由0变为800mV

△V。

△Vab

△VR2

△Vr1

Vi=800mV，Rl由开路变为5.1K

△V0l

其中RL接于V0与地之间。

表中各项测量值均为Ui=O及Ui=800mV时所得该项量值之差。

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

直流输入电压Ui

（mV）

30

100

300

1000

3000

输出电压

理论估算

（mV）

Uo（mV）

实测值

误差

表4:

同相比例放大电路

（1）

表5:

同相比例放大电路

（2）

测试条件

被测量

理论估算值

实测值

Rl无穷，直流输入信号Vi由0变为800mV

△V。

△Vab

△VR2

△Vr1

Vi=800mV，Rl由开路变为5.1K

△V0L

以上验证电路的输入端特性，即虚断与虚短

4、反相求和放大电路

理论计算：

U0二RF/R*（Ui1+Ui2）

实验原理图如下：

Ef

实验结果如下:

直流输入电压Vi1（V）

0.3v

-0.3

直流输入电压Vi2（V）

0.2v

0.2

理论值（V）

输出电压V0（V）

5、双端输入求和放大电路

理论值：

U0=（1+RF/R1）*R3/（R2+R3）*U2-RF/R1*U1

实验原理图如下：

实验结果:

直流输入电压Vi1（V）

1v

2v

0.2v

直流输入电压Vi2（V）

0.5v

1.8v

-0.2v

理论值（V）

输出电压V0（V）

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。

同相比例放大运算器，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。

2•分析理论计算与实验结果误差的原因。

在实验误差允许范围内，试验所测得的数据与理论估算的数据基本一致，仍存在一定的误差。

误差分析：

1、可能是电压调节的过程中存在着一些人为的误差因素。

2、可能是所给的电压表本身带有一定的误差。

3、实验中的导线存在一定的电阻。

4、当电压加大到某一个值时，任凭输入电压怎么增大，输出电压不会再改变了，这就是运算放大器本身的构造问题了。

-可编辑修改-