实验7比例求和运算电路
比例、求和、积分、微分电路.
深圳大学实验报告课程名称:实验项目名称:学院:计算机与软件学院班级:实验时间:实验报告提交时间:一、实验目的1、掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能;2、掌握用运算放大器组成积分微分电路;3、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、双踪示波器3、信号发生器三、实验内容1. 电压跟随电路实验电路图 4-1如下,按表 4-1内容实验并测量记录。
2. 反相比例放大器实验电路如图 4-2所示, U0=-RF*Ui/R1,按表 4-2内容实验并测量记录。
3. 同相比例放大电路实验电路如图 4-3所示, U0=(1+RF/R1Ui,按表 4-3实验测量并记录。
4. 反相求和放大电路实验电路如图 4-4所示, U0=-RF(Ui1/R1+Ui2/R2,按表 4-4内容进行实验测量。
四、数据分析1. 电压跟随电路R L =∞:(误差如下-2V :(2.005-2 /2*100%=0.25% -0.5V :(0.502-0.5 /0.5*100%=0.4% 0 V: 0% -2V :(0.5-0.499 /0.5*100%=0.2% -2V :(1.002-1 /1*100%=0.2%RL=5K1:(误差如下-2V :(2.003-2 /2*100%=0.15%-0.5V :(0.502-0.5 /0.5*100%=0.4%0 V: 0%-2V :(0.5-0.499 /0.5*100%=0.2%-2V :(1.002-1 /1*100%=0.2%2. 反相比例放大器误差分析:30.05mV :17.3/0.3005/1000*100%=5.757%100mV : 21.1/1/1000*100%=2.11%300mV : 30.0/3/1000*100%=1%1000mV : 84/10/1000*100%=0.84%3000mV : 20030/30/1000*100%=66.767% 这个误差之所以这么大, 是因为电源是 12V ,所以输出电压不可能达到 30V ,最多是 12V 。
实验七比例求和运算电路
03 实验步骤与操作
搭建比例运算电路
选择合适的运算放大器
搭建电路
根据实验需求，选择具有适当性能指 标的运算放大器，如低失真、低噪声 等。
按照设计好的电路图，在面包板上搭 建比例运算电路，注意元件布局和走 线。
设计比例运算电路
根据所需放大倍数，设计合适的比例 运算电路，包括电阻、电容等元件的 选型和取值。
搭建求和运算电路
设计求和运算电路
根据实验需求，设计能够实现两 个或多个输入信号求和的运算电
路。
选择合适的元件
根据设计需求，选择合适的电阻、 电容等元件，实现信号的加权和求 和。
搭建电路
在面包板上按照设计好的电路图搭 建求和运算电路，确保连接正确且 紧固。
组合比例求和运算电路
连接比例运算电路和求和运算电路
实验意义及价值
拓展电子技术应用领域
比例求和运算电路作为一种基本的模拟电路，在电子技术应 用领域具有广泛的应用前景，如信号处理、自动控制等。
促进电子技术教学发展
通过本次实验，可以帮助学生深入理解和掌握模拟电路的基 本原理和设计方法，提高其实践能力和创新意识。
对未来研究的建议
深入研究高性能比例求和运算电路
实验七比例求和运算电路
目 录
• 引言 • 比例求和运算电路基本原理 • 实验步骤与操作 • 实验数据分析与讨论 • 实验结论与总结
01 引言
实验目的
掌握比例求和运算电 路的基本原理和实现 方法。
通过实验验证理论分 析和电路设计的正确 性。
学会使用运算放大器 构建比例求和电路。
实验背景
比例求和运算电路是模拟电子技术中的一种基本电路，广泛应用于信号处理、自动 控制等领域。
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min i U 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。
10k Ω输入电压i U 经电阻R 1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R 2接地。
输出电压O U 经R F 接回到反相输入端。
通常有： R 2=R 1//R F 由于虚断，有 I +=0 ，则u +=-I +R 2=0。
又因虚短，可得：u -=u +=0 由于I -=0，则有i 1=i f ，可得：Fo1i R u u R u u -=---由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-==1i i if 1F i o uf R i uR R R u u A反相比例运算电路的输出电阻为：R of =0输入电阻为：R if =R 1b ．同相比例运算10k Ω输入电压i U 接至同相输入端，输出电压O U 通过电阻R F 仍接到反相输入端。
R 2的阻值应为R 2=R 1//R F 。
根据虚短和虚断的特点，可知I -=I +=0,则有 o Fu R R R u ⋅+=-11且 u -=u +=u i ，可得：i o Fu u R R R =⋅+111F i o uf R R 1u u A +==同相比例运算电路输入电阻为： ∞==iiif i u R 输出电阻： R 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，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1212i i o Fu u uR R R +=- 1212()F F o i i R R u u u R R =-+当R 1=R 2=R ，则 12()F o i i R u u u 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。
电子技术基础实验7 比例求和运算电路
1
2
3
电压跟随电路
实验电路如图6.1所示。
4 D
C
A1
Vo
Vi
RL 5K1
B
按表6.1内容实验并测量记录。
Title
Vi(V)
Si z e
-2 Number
-0.5
0
+0.5Revision
1
Vo(V)
B
R =∞ Date: FiLle:
5-May-2 003
Sheet of
C:\PROG RAM FILES\DE SIGN EXPLOR ER 99 SE\EXAM PLDErSa\wMnyBDeys:ig n.ddb
A
1
RL=5K1 2
3
4
2020/7/27
1
反相2 求和放大3 电路 4
实验电路如图6.4所示
D
按表6.6内容进行实验测量，并与预习计算比较。
R2
RF
10K
100K
Vi1
C
R1 10K
C
Vi2
A1
Vo
R3 10K
B
B
Vi1(V) Vi2A (V) VO(V) 1
2020/7/27
Title
0.3
比例求和运算电路
实验目的 掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能。 学会上述电路的测试和分析方法。
实验仪器 数字万用表 示波器 信号发生器
预习要求 计算表6.1中的Vo和Af 估算表6.3的理论值 估算表6.4、表6.5中的理论值 计算表6.6中的Vo值 计算表6.7中的Vo值
2020/7/27
实验电路如图6.5所示 按表6.7内容进行实验测量
《电工学》比例求和放大电路实验
比例求和放大电路实验一、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；3、掌握各电路的工作方法。
二、实验仪器与设备三、实验原理实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。
运算放大器是具有高增益、高输入阻抗的直接耦合放大器。
它外加反馈网络后，可实现各种不同的电路功能。
如果反馈网络为线形电路，运算放大器可实现加、减、微分、积分运算；如果反馈网络为非线形电路，则可实现对数、乘法、除法等运算；除此之外还可组成各种波形发生器，如正弦波、三角波、脉冲发生器等。
1、电压跟随器图2.7.1 电压跟随器图 图2.7.2 反相比例反大器 电路如图2.7.1所示，设组件LM324为理想器件时，则o i v v =即输出电压跟随输入电压的变化。
2、反相比例运算在图2.7.2所示电路中，设组件LM324为理想器件时，则fo i 1R v v R =-其输入电阻if 1R R ≈，2f11R R R R =≈。
由上式可知，输出与输入反相，选择不同的电阻比值，就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。
在选择电路参数时应考虑：（1）根据增益，确定f R 与1R 的比值，即vf f 1/A R R =-（2）具体确定f R 与1R 的值若f R 太大，则1R 也大，这样容易引起较大的失调温漂；若f R 太小，则1R 也小，输入电阻i R 也小，，不能满足高输入阻抗的要求。
一般取f R 为几十千欧～几百千欧。
若对放大器的输入电阻已有要求，则可根据i 1R R =，先定1R ，再求f R 。
（3）为减小偏置电流和温漂的影响，一般取2f1R R R =，由于反相比例运算电路属于电压负反馈，其输入、输出阻抗均较低。
3、同相比例放大器在图2.7.3所示电路中，设组件LM324为理想器件时，则f o i 11R v v R ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭由上式可知，输出与输入同相，选择不同的电阻比值，就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。
比例求和运算电路
实验六比例求和运算电路
一．实验内容：
（一）电压跟随器：
（1）输入为1000hz,1v的交流电压时，输出与输入在同等电压幅度下观测如下：
（2）输入直流电压，实验测得数据如下：
（二）反向比例放大器：
（1）输入为1000hz,1v的交流电压时，输出与输入仿真如下：
显然，输出是输入电压幅度的10倍。
（2）输入是直流电压，测得实验数据如下：
（三）仿真测得该电路的上限截至频率为：
实验测得的电路上限截止频率为66.85k，与仿真所得相差较大，分析原因可能是器件的放大特性不理想造成。
（三）同相比例放大器
（1）输入电压为1000hz,1v交流电压，输出输入波形仿真如下：
（2）输入直流电压，实验测得输出数据如下：
（三）仿真测得该电路的上限截至频率为：
实验测得的电路上限截止频率为65.85k，与仿真所得相差较大，分析原因可能是器件的放大特性不理想造成。
（四）反向求和放大电路：
（1）两个输入是1000hz,100mv交流信号时，仿真测得输入输出波形如下：
（2）输入是直流电压时，实验测得数据如下：
（五）双端输入求和放大电路：。
模电实验报告 比例求和运算及微积分电路
实验六 比例求和运算及微积分电路一、实验目的1、掌握集成运算放大器的特点，性能及使用方法。
2、掌握比例求和电路的测试及分析方法。
3、掌握各电路的功能工作原理和计算方法。
二、实验仪器 1、数字万用表 2、信号发生器 3、示波器4、交流毫伏表5、直流稳压电源 三、实验内容 1、电压跟随器验证电压跟随器的电压跟随特性。
（此电路经常用于多级放大器的第一级，起阻抗匹配作用）经测量Ui=Uo=14.142mV2、反相比例电路验证反相比例运算电路的输入与输出的关系为：i ifo U R R U -= 电路图如下：经验证Uo=10Ui=141.406mV3、同相比例放大器验证同相比例放大电路输入与输出之间的关系：Ui R Rf U o ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=11 电路图如下：测得Ui=14.142mV Uo=155.546mV Uo=101Ui4、反相求和电路验证反相求和电路的输入与输出之间的关系式：)2211(U Ui R Rf Ui R Rf o +-=电路图如下图所示：由图可知：Ui1=6.955mV, Ui2=2.303mV, Uo=92.564mV验证92.564mV = -【（R3/R4）6.955+（R3/R1）2.303】mV5、加减运算放大电路验证其输入输出之间的关系式：)12(1Ui Ui R RfUo -=电路图如下图所示：实验测得：Ui1=6.978mV Ui2=2.318mV Uo=46.655mV 可验证Uo=10(6.978-2.318)6、积分电路连接积分电路，检查无误之后接通12±V 直流电源。
①取Ui=-1V ，用示波器观察波形Uo ，并且测量运放输出电压的正向饱和电压值。
②取Ui=1V ，测量运放的负向饱和电压值③将电路中的积分电容改为0.1微法，Ui 分别输入1KHz 幅值为2V 的方波和正弦信号，观察Ui 和Uo 的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。
实验七 比例求和运算电路
实验七比例求和运算电路实验七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、实验器材（型号）1. 数字万用表UT562. 电子线路实验学习机三、实验原理集成运放的应用首先表现在它能构成各种电路上，运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，介绍比例、加减等基本运算电路。
（1）运算电路：（2）描述方法：运算关系式 uO＝f (uI)（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。
1. 理想运放的参数特点Aod、 rid 、fH 均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。
电路特征：引入电压负反馈。
集成运放的线性工作区: AuO?uo??u??u?可得u??u??0即u??u?。
又因ri??，可得运放的输入电流i=0。
利用运放在线性应用时u??u?和i=0这两个特点来分析处理问题，所得结果与实际情况相当一致，不会带来明显的误差。
RFuiRRPiu?－RI??uou?＋图3-7-1 理想运放电路1. 基本运算电路（1）反相比例电路uo??iFRF??uiRF （3-7-1） R1可见，由于电路中引入深度负反馈，使闭环放大倍数AuF完全由反馈元件值确定。
改变比值RF/R，可灵活地改变AuF的大小。
式中的负号表示uo与ui反相。
平衡电阻RP=RF//R。
RFuiR－iFi1u+＋oR_PRP为了减小输入级偏置电流引起的运算误差。
图3-7-2 反相比例电路（2）反相加法电路uo??(RFRuRi1?FRui2) （3-7-3） 12若取R1=R2=R，则有ui1R1RFui1iFi2R2－i2＋u+oR_P 图3-7-3 反相加法电路uFO??RR(ui1?ui2) （3-7-4） 1此电路的输入信号不限于两路，根据需要可扩展为多路。
（3）同相比例电路和电压跟随器RFR－u?+u+o__iRPu?＋u图3-7-4 同相比例电路u??RR?RuoF因此为 uRFo?(1?R)ui （3-7-5）电路的闭环放大倍数为2AuF?1?RF （3-7-6） R 上式表明，同相比例电路的输出电压uo与输入电压ui同相位，而且电压放大倍数总是大于1。
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VO(V)
按表 7.7 要求实验并测量记录。
R1 10kΩ Vi1
Rf 100kΩ
A R2 10kΩ
A1
Vo
Vi2 B
R3 10kΩ
五、实验报告
1.总结本实验中 5 种运算电路的特点及性能。 2.分析理论计算与实验结果误差的原因。
7.5 双端输入求和电路图
-3-
-2-
中山火炬职业技术学院电子工程系
模拟电子线路实践教程
5.双端输入求和放大电路 实验电路为图 7.5 所示。
根据叠加定律，运放工作在线性区满足虚短和虚断的条件，列出表达式：VO=-
RF R1
Vi1+
R1+RF R1
R3 R2+R3
Vi2
表 7.7
Vi1(V)
1
2
0.2
Vi2(V)
0.5
1.8
－0.2
图 7.1 电压跟随电路
Vi(V)
VO(V)
[输[输出出端RR端L=不L=5接∞K接1入入RRL]L]
2.反相比例放大器
实验电路如图 7.2 所示。
= Vi-VA VA-VO
R1
RF
VA=VB=0
－2
－0.5
0
＋0.5
1
R1 Vi 10kΩ
Rf 100kΩ
R2
A A1
Vo
Auf=VVOi
=
−
RF Ri
Vi=VB=VA
Vi = VO
R1 R1+RF
AUF=VVOi =11
表 7.4
直流输入电压 Vi(mV)
30
理论估算(mV)
输出电压 VO
实际值(mV)
误差
Vi 100
实测值
R1 10kΩ
Rf 100kΩ
R2
A A1
Vo
10kΩ B 图 7.3 同相比例放大电路
300
1000
3000
ΔV1)判断是否引入负反馈，(2)若为负反馈则满
足虚短与虚断的条件，即 I+=0，I-=0，U+=U-。(3)平衡电阻等。 直流输入电压用实验箱左侧的直流电压源。
Vi
A1
1. 电压跟随电路
实验电路如图 7.1 所示。
Vo RL 5.1kΩ
按表 7.1 内容实验并测量记录。
表 7.1
表 7.3
测试条件
理论估算值
ΔV0
ΔVAB
RL 开路，直流输入信
ΔVR2
号 Vi 由 0 变为 800mV
ΔVR1
ΔV0L RL 由开路变为 5K1, Vi=800mV
(3)测量图 7.2 电路的上限截止频率 fH。[选做]
借助信号发生器及示波器进行测试。
3.同相比例放大电路 电路如图 7.3 所示 (1)按表 7.4 和 7.5[选做]实验测量并记录。
Vi2
根据叠加定律，运放工作在线性区满足虚短和虚断的条件，列
出表达式： + = Vi1-V- Vi2-V- V--VO
R1
R2
RF
表 7.6
Vi1(V)
0.3
Vi2(V)
0.2
VO(V)
－0.3 0.2
R1 10kΩ R2 10kΩ
Rf 100kΩ
R3
A A1
Vo
10kΩ
B
图 7.4 反相求和放大电路
测试条件
表 7.5
理论估算值
RL 开路，直流输入信 号 Vi 由 0 变为 800mV
RL 由开路变为 5K1, Vi=800mV
实测值
(2)测出电路的上限截止频率[选做] 借助信号发生器及示波器进行测试。
4.反相求和放大电路。
Vi1
实验电路如图 7.4 所示。
按表 7.6 内容进行实验测量，并与预习计算比较。
=
−10
10kΩ
B
(1)按表 7.2 内容实验并测量记录。
直流输入电压 Vi(mV)
30
理论估算(mV)
输出电压 VO
实际值(mV)
误差
表 7.2 100
图 7.2 反相比例放大电路
300
1000
3000
中山火炬职业技术学院电子工程系
模拟电子线路实践教程
(2)按表 7.3 要求实验并测量记录。[选做]
实验七 比例求和运算电路
一、实验目的
1.掌握用集成运算放大电路组成比例、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.示波器
3.信号发生器
三、预习要求
1.计算表 7.1 中的 VO 和 Af 2.估算表 7.3 的理论值
3.估算表 7.4、表 7.5 中的理论值
4.计算表 7.6 中的 VO 值 5.计算表 7.7 中的 VO 值 四、实验内容
注意事项：(1)接线顺序，先接地线[黑色]，再接+[红色]、-[黄色]电源。(2)判断芯片
好坏的简单办法，如右图接线，反相端加高电平，如输出端电位为低电平，则芯片正常，否则需要更换。(3)
微分电路的输入端必须串 1K 左右的电阻。