试验四比例求和运算电路试验报告

1、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U i min 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 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u-=u+=0压UO经 RF接回到反相输入端。通常有： R 2=R1/R F 由于虚断，有

2、 I +=0 ，则 u+=-I +R2=0。又因虚短，可得：由于 I -=0，则有 i 1=i f，可得： ui u u uoR1R F由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为：A ufuouiRifiiRFR1R1反相比例运算电路的输出电阻为： Rof=0输入电阻为： Rif =R1b同相比例运算输入电压 Ui 接至同相输入端，输出电压 U O通过电阻 R2=R1/R F。根据虚短和虚断的特点，可知 I -=I +=0,则有RF仍接到反相输入端。 R2 的阻值应为R11uoR1 RFo且 u - =u+=ui ，可得：R1R1 RF uoui同相比例运算电路输入电阻为： Rif ui ii

3、Rof=0输出电阻：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”的概念当 R1=R2=R，则uoRF (ui1 ui 2)R1、.电压跟随电路 实验电路如图 理论计算： 即： 图1 表 1 ：电压跟随器1 所示Ui=U+=U-=U四、实验内容及步骤按表 1 内容进行实验测量并记录。得到电压放大倍数：直流输入电压 Vi（v）-2-0.500.51输出电压Vo（v）Rl=Rl=5.1k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

4、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）3010030010003000输出电压Vo（v）理论值实测值误差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 800mVV0VABVR2（2）、按 表 3 进行 实验测量 并记录。 表三：反 相比例放 大电路（2）表 2: 反相比例放大电路（ 1 ）VR1V i =800mV ，RL 由开路变为 5.1KV0L其中 RL 接于 VO与地之间。

5、表中各项测量值均为 Ui=0 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=11U。i 实验原理图如下：图 3：同相比例放大电路直流输入电压 Ui （mV）3010030010003000输出电压Uo（mV）理论估算 （mV）实测值误差2）（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 ） 表 5 ： 同 相 比 例 放 大 电路测试条件被测量理论估算值实

6、测值RL无穷，直流输入信号 Vi 由 0 变为 800mVV0VABVR2VR1V i =800mV ，RL 由开路变为 5.1KV0L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： UO=-RF/R*（Ui1+Ui2 ）实验原理图如下：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）0.2v0.2理论值 （V）输出电压 V0（ V）5、双端输入求和放大电路理论值： UO=（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）1v2v0.2v直流输入电压 Vi2（

7、V）0.5v1.8v-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