实验四-比例求和运算电路实验报告

1、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 双踪不波器 元器件模组以及“比例 其中，模拟电子线路实验箱用到直流稳压电源模块, 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 &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：R2二RI/RF A mb RfRi由此可求得反相比

2、例 由于虚断，有1+=0,则u + =-I +R2=0o又因虚短，可得 :u-=u +二0 运算电路的电压放大倍数为: 由于I二0,则有ii二if,可得: Ri Rif ill u UUo 输入电阻为：Rf=Ri 输出电压通过电阻Rf仍接到反相输入端o 1=1+ 二 0,则 tj 反相比例运算电路的输出电阻为：Rof=o b 同相比例运算 输人电出詁妾至同相输入端, R2的阻值应为R2二Rl/RF0 根据虚短和虚断的特点，可知 且 u=u + 二 11 D UO Ri号 Ui Ri Rf Rf Ri UiU124 1R2Rf Uo A Ui 同相比例运算电路输入电阻为：u Rif 输出电阻：R

3、of=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 Rf uii R2 U.2) 根据“虚短”、“虚断”的概念 当 Ri 二 R2二R,贝 Uuo 一（g U12） R 四、实验内容及步骤 1、电压跟随电路 =1 实验电路如图1所示。按表1内容进行实验测 量并i己录得到电压放大倍数: 理论计算： r l 5K1 1 图1电压跟随器 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=

4、s Vo (v) Rl=5.Ik 从实验结果看岀基本满足输入等于输岀 2、反相比例电路 理论值：(Ui-U-)/10K= (UU0)/100K 且 U+=U=O 故 U0=-10Ui 。 丄】Ok 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 (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 AVo AVab A

5、VR2 AVri Vi=800mV,RL由开路变为5. 1K AV OL 其中RL接于V0与地之间。表中各项测量值均为Ui二0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 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 理论估算 输出电压 (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

6、 理论估算值 实测值 Rl无穷,直流输入信号Vi由0变为800mV AVo AVab AVR2 AVrI Vi=800mV, RL由开路变为5. 1K AV0L 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* ( Uil+Ui2) 实验原理图如下： Ef Ri 10kLZZk 订 o匚二3-100k 实验结果如下: 直流输入电压Vi 1 (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：U0二(1+RF/R1)*R3/ ( R2+R3)*U2RF/R1*

7、U1 实验原理图如下: R3 100k 实验结果: 直流输入电压Vi 1 (V) IV 2v 0. 2v 直流输入电压Vi2 (V) 0. 5v 1.8v -0. 2v 理论值(V) 输岀电压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