比例求和运算电路实验

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

U等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。最小输入信号．反相比例运算a,mini如下图所示。

U经电阻R加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻输入电压R接地。输出电21iU经R接回到反相输入端。通常有：R=R//R压F2F1O由于虚断，有I=0，则u=-IR=0。又因虚短，可得：u=u=0+++-+2uuuuoi，可得：，则有由于I=0i=if1-RRF1uRoFAufRu由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为：i1uiRR1ifii反相比例运算电路的输出电阻为：R=0

of输入电阻为：R=R1if

b．同相比例运算

UU通过电阻R仍接到反相输入端。接至同相输入端，输出电压R输入电压的阻值应为2FOiR=R//R。

F21R1uu根据虚短和虚断的特点，可知I=I=0,则有o+-RRF1R1=uu=u，可得：且uui-+ioRRF1ui同相比例运算电路输入电阻为：Rifii输出电阻：R=0

of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

R，则当R=R=RF)u(uu212o1iiR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：电压跟随器表1-2-0.500.51）v（直流输入电压ViRl=∽压电出输．

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.

表2:反相比例放大直流输入电压输入Vi（mv）30

100

300

1000

3000

）1电路（压理论值输出电

、按（2）Vo(v)实测值进行表3实验测量误差

并记录。

）表三：反相比例放大电路（2被测量测试条件理论估算值实测值

R开路，直流输入信号V由0变为800mV

ΔViL0ΔVABΔVR2ΔVR1V=800mV，R由开路变为5.1KΔV0LLi其中RL接于VO与地之间。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=11Ui。

实验原理图如下：

：同相比例放大电路3图

（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：直流输入电压Ui（mV）30

100

300

1000

3000

同理论估算相（mV）比输出电压例Uo（mV）实测值

放误差大电）路（2理论估算值实测值测试条件被测量

无穷，直流输入信号VΔV800mV

由0变为R0iLVΔABΔVR2ΔVR1Δ由开路变为=800mVV，RV5.1K

0LiL以上验证电路的输入端特性，即虚断与虚短、反相求和放大电路4Ui1+Ui2UO=-RF/R某理论计算：（）实验原理图如下：实验结果如下：0.3vVVi1直流输入电压（）-0.3

0.2

V（）0.2v

Vi2直流输入电压(V)理论值

V0输出电压（）V

5、双端输入求和放大电路

理论值：UO=（1+RF/R1）某R3/（R2+R3）某U2-RF/R1某U1

实验原理图如下：

实验结果：

直流输入电压Vi1（V）1v2v0.2v

-0.2v

）V1.8v

0.5v

直流输入电压Vi2（）理论值（V

（输出电压V0V）

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。时，理论值与实际反向比例放大器，所测数据与理论估算的误差较小，但当电压加到3V值不符，原因是运算放大器本身的构造。时，理论值与3V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。试验所测得的数据与理论估算的数据基本一致，仍存在一定的误在实验误差允许范围内，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。、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4运算放大器本身的构造问题了。．