运算电路实验报告

实验报告课程名称：___模拟电子技术实验____________指导老师：__成绩：__________________实验名称：实验13基本运算电路实验类型：__________同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一.实验目的和要求1、研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能。2、掌握集成运算放大电路的三种输入方式。3、了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。4、理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响。二.实验内容和原理实现两个信号的反相加法运算。2.实现同相比例运算。3.用减法器实现两信号的减法运算。4.实现积分运算。5.用积分电路将方波转换为三角波。运放μa741介绍：集成运算放大器（简称集成运放）是一种高增益的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同，有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。集成运放在实际运用中，都必须用外接负反馈网络构成闭环放大，用以实现各种模拟运算。μa741引脚排列：三.主要仪器设备示波器、信号发生器、晶体管毫伏表运算电路实验电路板μa741、电阻电容等元件四.操作方法和实验步骤实现两个信号的反相加法运算?rfrfv?????v?vos1s2??r2?r1?通过该电路可实现两个信号的反相加法运算。为了消除运放输入偏置电流及其漂移造成的运算误差，需在运放同相端接入平衡电阻r3，其阻值应与运放反相端地外接等效电阻相等，即要求r3=r1//r2//rf。测量出输入和输出信号的幅值，并记录示波器波形。注意事项：①被加输入信号可以为直流，也可以选用正弦、方波或三角波信号。但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响和输出幅度的限制。②为防止出现自激振荡和饱和失真，应该用示波器监视输出电压波形。③为保证电路正确，应对输出直流电位进行测试，即保证零输入时为零输出。实现同相比例运算电路特点是输入电阻比较大，电阻r同样是为了消除偏置电流的影响，故要求r=rl//rf。?rf??v?o?1?r??vs1??实验步骤：(1)测量输入和输出信号幅值，验证电路功能。(2)测出电压传输特性，并记录曲线。电压传输特性是表征输入输出之间的关系曲线，即vo=f(vs)。同相比例运算电路的输入输出成比例关系。但输出信号的大小受集成运放的最大输出电压幅度的限制，因此输入输出只在一定范围内是保持线性关系的。电压传输特性曲线可用示波器来观察。(3)测量出输入和输出信号的幅值，并记录示波器波形。用减法器实现两信号的减法运算差分放大电路即减法器，为消除运放输入偏执电流的影响，要求r1=r2、rf=r3。v?rf?v?v?os2s1r1把实验数据及波形填入表格。实验注意事项同前。实现积分运算1vo??r1cvt??sr1c?vdtst电路原理：积分电路如上图所示，在进行积分运算之前，将图中k1闭合，通过电阻r2的负反馈作用，进行运放零输出检查，在完成零输出检查后，须将k1打开，以免因r2的接入而造成积分误差。k2的设置一方面为积分电容放电提供通路，将其闭合即可实现积分电容初始电压vc(0)=0。另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号vs后，只要k2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。p.4实验名称：____实验13基本运算电路姓名：学号：实验步骤：用示波器观察输出随时间变化的轨迹，记录输入信号参数和示波器观察到的输出波形。(1)先检查零输出，将电容c放电；(2)将示波器按钮置于适当位置:?将光点移至屏幕左上角作为坐标原点；?ｙ轴输入耦合选用"dc"；?触发方式采用"norm"；(3)加入输入信号(直流)，然后将k2打开，即可看到光点随时间的移动轨迹。用积分电路将方波转换为三角波电路如图所示。图中电阻r2的接入是为了抑制由iio、vio所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。在t<<τ2（τ2=r2c）的条件下，若vs为常数，则vo与t将近似成线性关系。因此，当vs为方波信号并满足tp<<τ2时（tp为方波半个周期时间），则vo将转变为三角波，且方波的周期愈小，三角波的线性愈好，但三角波的幅度将随之减小。实验步骤及数据记录：接三种情况加入方波信号，用示波器观察输出和输入波形，记录线性情况和幅度的变??i3????in=ifrrrr于是有v0=?rfr(vi1+vi2+vi3+??+vin)如果各电阻的阻值不同，则可作为比例加法器，则有rfrf?rf?v0???vi1?vi2????vin?r2rn?r1?2、减法器是指输出信号为两个输入信号之差的放大器。用数学关系表示时，可写为：y=x1-x2下图为减法器的基本结构图。由于va=vbrfv?vava?v0i2?i1??ifvb?vi2r1rfr1?rf（已知r3=rf）r所以v0?f?vi1?vi2?r13、积分器是指输出信号为输入信号积分后的结果，用数学关系表示为：y??xdtt右图是最基本的积分器的结构图。这里反馈网络的一个部分用电容来代替电阻，则有：ii?ic??上式表示了输出信号是输入信号积分的结果。4、微分器。微分是积分的反运算，微分器是指输出信号为输入信号微分运dx算的结果。用数学式子表示为：y?dt下图示出微分器的基本原理图，利用"虚断"和和"虚短"的概念，可以建立以下关系式：三、实验设计要求要求根据实验原理设计反相加法运算电路、减法运算电路、积分运算电路，并设计数据记录表格。1、整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。2、将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。3、分析讨论实验中出现的现象和问题。实验提示：实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。四、实验参考方案反相比例放大电路2.反相加法运算电路1)按下图连接实验电路。2)调节信号源的输出。用交流毫伏表或示波器测量输入电压vi及a、b点电压va和vb，及输出电压vo，数据记入表5－2。3.减法运算电路六、思考题为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？答；实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。误差分析在测定时，我们只测量了一次，没有多次测量取平均值。可能会给实验带来一定的误差。由于实验器材的限制，手动调节，存在较大误差，3.本次试验使用了示波器，实验仪器自身会产生误差；4.实验电路板使用次数较多，电阻值、电容值会有误差；篇四：实验六比例求和运算电路实验报告《模拟电子技术》实验报告篇五：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?r1rfuorf?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=r1b．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?uir1?rfauf?r1?uor1?rfuor?1?fuir1同相比例运算电路输入电阻为：rif?输出电阻：rof=0ui??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