1比例求和运算电路
6.1基本运算电路
1
t
(U
0.1m s
I
)dt
uO
(0.1ms)
5
(
t
0.1ms)
5
uo
(0.3
ms)
[
5 0.1ms
(0.3ms
0.1ms)ຫໍສະໝຸດ 5]V5V
正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分．
例6.1.3 积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为10V， t =0 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
用压控电流源代 替了差分放大电 路中的恒流源。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
当 uY >> uBE3 时，iC3≈uY/RE
V1、V2管的跨导
gm
I E1 UT
iC3 2U T
uY
2REU T
uO
β
RC rbe
uX
gm RCuX
KuX uY
K RC
当rbIeC1、rbI'uCe Y2较有小限/时制g，m：必须为正且应较2R大EU。T
6.1.2 加减运算电路
一、求和运算电路
1. 反相求和运算电路
平衡电阻
R3 =R1 // R2 // RF
电路特点： 输入信号均加至运放反相端
分析：
根据“虚短”“虚断”，可得
un up 0
if i1 + i2
故得
uo ui1 ui2 RF R1 R2
uo
RF
(
ui1 R1
ui2 R2
)
优点：调节方便。
特点：1. 信号加至反相端，反相放大或缩小电压信号。
2. un up 0，运放输入端虚地。 uic 0 ，故对 KCMR 的要求低。这两点也是所有反相运算电路的特点。
比例求和运算电路知识讲解
比例求和运算电路实验八 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。
二、实验原理1、比例运算放大电路包括反相比例，同相比例运算电路，是其他各种运算电路的基础，我们在此把它们的公式列出：反相比例放大器 10R R V V A Fi f-==1R r if = 同相比例放大器 101R R V V A Fi f +== ()id Od r F A r +=1式中Od A 为开环电压放大倍数FR R R F +=11id r 为差模输入电阻当0=F R 或∞=1R 时，0=f A 这种电路称为电压跟随器2、求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果，用运算实现求和运算时，可以采用反相输入方式，也可以采用同相输入或双端输入的方式，下面列出他们的计算公式。
反相求和电路 22110i Fi F V R R V R R V •+•-=若 21i i V V = ，则 ()210i i FV V RR V +=双端输入求和电路⎪⎭⎫ ⎝⎛-'=∑∑21120i i F V R R V R R R R V 式中：F R R R //1=∑ 32//R R R ='∑三、实验仪器 l 、数字万用表 2、示波器 3、信号发生器4、集成运算放大电路模块四、预习要求1、计算表8-l 中的V 0和A f2、估算表8-3的理论值3、估算表8-4、表8-5中的理论值 4、计算表8-6中的V 0值5、计算表8-7中的V 0值五、实验内容1、电压跟随器实验电路如图8-l所示.图8-l电压跟随器按表8-l内容实验并测量记录。
Vi（V）-2 -0.5 0 0.5 0.98V（V）RL=∞RL= 5K1 4,962、反相比例放大器实验电路如图8-2所示。
图8-2反相比例放大器(l) 按表8-2内容实验并测量记录.直流输入电压Ui（mV）30 100 300 9803000输出电压U理论估算（mV）实测值（mV）10800误差(2) 按表8-3要求实验并测量记录.测试条件理论估算值实测值ΔURL开路，直流输入信号ΔUABUi由0变为800mVΔUR2ΔUR1ΔUOLUi=800mVRL由开路变为5K1(3) 测量图8-2电路的上限截止频率。
求和运算电路
Rf R1
uI1
Rf R2
uI2
若R1= R2 =Rf，则上式与差动比例运算电路的输出相同。 该电路的参数设计相对独立，可以通过Rf 、R1、R2方便的调 整增益。
第8章 运算放大器和模拟乘法器线性应用电路
2010.02
8.82..31.3反同相相输比入例比求例和运电算路电路
在同相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就 构成了同相输入求和电路，如图8.2.3所示。
R
R
uI1
A1
R1 iI1 if Rf
R'2
R2 iI2
u I2
A2 uO
ห้องสมุดไป่ตู้
R'
图8.3.2 用反相输入求和电路实现的减法运算电路
第8章 运算放大器和模拟乘法器线性应用电路
2010.02
8.2.1 反相输入比R 例运算电路
R
uI1
A1
R1 iI1 if Rf
R'2
R2 iI2
u I2
A2 uO
R'
uO
图8.3.1 反相求和运算电路
uo (ui1 ui2 )
第8章 运算放大器和模拟乘法器线性应用电路
2010.02
8.82..31.2 反用相反输相入输比入例比运例算求电和路电路实现减法运算
图8.2.4所示的差分比例运算电路实现减法运算时，参数 配置有一定困难，实际中常用图8.3.2所示的电路来完成减法 运算。
R
Rf
uI1
R1
uo
uI2
R2
R'
RL
如果求出同相输入 端的电压，则可运用同 相比例运算的结论。因 运放具有虚断的特性， 对运放同相输入端的电 压可用叠加原理求得。
电子线路基础模拟电路实验8 比例求和运算电路
实验八 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、示波器 1台2、信号发生器 1台3、万用表 1块4、模拟电路实验箱 1台三、实验原理（一）比例运算电路用集成运放组成的比例电路是一种最基本、最简单的运算电路，比例电路的输出电压与输入电压成比例关系，即电路可以实现比例运算，它的一般表达式为i KV V =0 （1-8-1）式中的K 称为比例系数，K 可以是正值，也可以是负债，决定于输入电压的接法。
根据输入信号的不同接法，比例电路有三种基本形式：反相输入、同相输入和差动输入比例电路。
虽然三种接法可以实现比例运算，但是三种不同接法的比例电路具有各自不同的特点。
下面分别进行介绍。
1、反相输入比例电路如图1-8-1所示，信号由反相端输入，R F 和R 1组成负反馈网络，引入电压并联负反馈。
在理想情况下，V -=V +=0，而且I -=I +=0 则输出电压为i FF iF F R R R R R I ννν110-=-=-= （1-8-2 即输出电压与输入电压成比例，比例系数即电压放大倍数为10R RA F i VF -==νν （1-8-3）由上式可见,图1-8-1电路中的输出电压与输入电压的幅值成正比，实现了比例运算。
但由于输入电压加在运放的反相输入端，故V 0与V i 的极性相反。
改变比值1R R F，可灵活地改变A VF 的大小，平衡电阻R 2=R 1∥R F图1-8-1 反相输入比例电路1、同相比例运算电路同相比例电路如图1-8-2所示。
输入电压通过电阻R 2接在集成运放的同相输入端，但为了保证所加反馈的极性为负反馈，故从输出端通过电阻R F 仍引回到反相输入端同时通过电阻R 1接地。
为使集成运放的同相输入端与反相输入端的两点对地的电阻相等，图1-8-2中电阻R 2阻值应为R 2=R 1∥R F在图1-8-2中，因I +=0，故V -=V +=V i因I -=0，则可认为反相输入端的电压V -是输出电压V 0在电阻R 1和R F 两个电阻上分压得到的，即i FV V R R R V =+=-011由上式可求得电压放大倍数为101R RV V A F i VF +==（1-8-4）由上式可知，图1-8-2电路中输出电压与输入电压的幅值成正比，而且，由于输入电压加在运放的同相输入端，故V 0与V i 的极性也相同，即电路能够实现同相比例运算。
比例求和运算电路
电压跟随电路的测量
反相比例放大器的测量
同相比例放大器的测量
反相求和放大电路的量
双端输入求和放大电路的测量
比例放大器截止频率的测量
实 验 七 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
运算电路的测试
直流电源采用实验箱所提供的直流电源
测量工作必须在输出信号不失真的前提 下进行 测量截止频率时要注意保持输入信号的 幅度
实 验 内 容
比例求和运算电路实验
比例求和运算电路实验1．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）掌握上述电路的测试和分析方法。
2．实验仪器（1）数字万用表。
（2）示波器。
（3）信号发生器。
（4）集成运算放大电路模块。
3．预习要求（1）计算表5.6.1中的V 0和A f 。
（2）估算表5.6.3的理论值。
（3）估算表5.6.4、表5.6.5中的理论值。
（4）计算表5.6.4中的V 0值。
（5）计算表5.6.7中的V 0值。
4．实验原理（1）比例运算放大电路包括反相比例，同相比例运算电路，是其他各种运算电路的基础，我们在此把它们的公式列出。
反相比例放大器 1Fi 0f R R V V A -== 1R r if =同相比例放大器 1Fi 0f R R V V A +==1 ()id od r F A r +≈1式中Od A 为开环电压放大倍数，F11R R R F +=,id r 为差模输入电阻。
当0F =R 或∞=1R 时，0f =A 这种电路称为电压跟随器。
（2）求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果，用运算放大器实现求和运算时，既可采用反相输入方式，也可采用同相输入或双端输入的方式，下面列出它们的计算公式。
反相求和电路 )V R 1V R 1(R V i22i11F 0⋅+⋅-= 双端输入求和电路 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-'=i11Σi22ΣΣF0V R R V R R R R V 式中，F 1Σ//R R R =，32Σ//R R R ='5.实验内容（1）电压跟随器。
实验电路如图5.6.1所示。
图5.6.1 电压跟随器按表5.6.1内容进行实验，测量并记录相关数据。
表5.6.1（2）反相比例放大器。
实验电路如图5.6.2所示。
图5.6.2 反相比例放大器① 按表5.6.2内容进行实验，测量并记录相关数据。
表5.6.2② 按表5.6.3内容进行实验，测量并记录相关数据。
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
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。
4、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，这就是运算放大器本身的构造问题了。
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）
1v
2v
直流输入电压Vi2（V）
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。
实验四比例求和运算电路实验报告
实验四
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
即：Ui=U+=U-=U
图1 电压跟随器
表1：电压跟随器
直流输入电压Vi（v）
-2
0
1
输出电压Vo(v)
Rl=∽
Rl=
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
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实验报告（1）
学院：
课程名称：
实验项目：比例、求和运算电路专业班级：
小组成员：
姓名：
学号：
指导老师：
学生实验报告
一、实验目的
1．掌握运算放大器组成比例求和电路的特点性能及输出电压与输入电压的函数关系。
2．学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验仪器及设备
示波器、TB型模拟电路实验仪和⑤号实验板等。
三、实验电路原理
集成运算放大器是具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元件组成输入和负反馈电路时，可以实现各种特定的函数关系。
四、实验内容及步骤
每个比例、求和运算电路实验，都应先进行以下两项：
1．按电路图接好线后，仔细检查，确保正确无误。
将各输入端接地，接通电源，用示波器观察是否出现自激振荡。
若有自激振荡，则需更换集成运算放大电路。
2． 调零：各输入端仍接地，调节调零电位器，使输出电压为零（用示波器测量） ⑴ 反相比例放大器 实验电路如图J5-1所示
图J5-1 反相比例放大器
预习要求：
分析图J5-1反相比例放大器的主要特点（包括反馈类型），求出表J5-1的理论估算值。
表J5-1
实验内容：
在5号实验模板上按图J5-1“反相比例放大器”连好线，并接上电源线，做表J5-1中的内容。
将反相比例放大器的输入端接DC 信号源的输出，将DC 信号源的转换开关置于合适位置，调节电位器，使i V 分别为表J5-1中所列各值，分别测出o V 的值，填在该表中。
⑵ 同相比例放大器
实验电路如图J5-2所示。
预习要求：
①分析图J5-2同相比例放大器的主要特点（包括反馈类型），求出表J5-2各理论估算值。
②熟悉实验任务，自拟实验步骤，并做好实验记录准备工作。
图J5-2同相比例放大器
表J5-2
⑶电压跟随器
实验电路如图J5-3所示
预习要求：
①分析图J5-3电路的特点，求出表J5-3中各理论估算值。
②熟悉实验任务，自拟实验步骤，并做好实验记录准备工作。
图J5-3电压跟随器
实验步骤：
在5号实验模板上，按图J5-3和表J5-3的要求连好线，分别测出表J5-3中各条件下的
V值。
o
表J5-3
⑷反相求和电路
实验电路如图J5-4所示。
图J5-4反相求和电路
预习要求与实验步骤：
①分析图J5-4所示反相求和电路的特点，并估算；
②先将运放调零，然后按表J5-4的内容进行实验测量，并与理论计算值比较。
表J5-4
⑸双端输入求和电路
实验电路如图J5-5所示。
图J5-5双端输入求和电路
实验步骤：
①在5号实验模板上按图J5-5连接好电路，并将运算放大器调零。
②按表J5-5要求实验测量并记录。
表J5-5
五、报告要求
1、总结本实验中的各种运算电路的特点及性能。
（1）反向比例放大器的特点是输出的相位是相反的。
在第一个反向比例放大器中，所测得的结果误差分别为%14，%6，0和%23.9，可以看出最后一次测得的结果误差最大。
性能应该不是很好。
（2）同相比例放大器的特点与反向比例放大器相反，输出的相位与输入的相同。
在第二个同相比例放大器中，测得的结果误差分别为%1.8，%9，%2.4和%0.45，可以看出第二次测得的结果误差最大，性能挺好。
（3）电压跟随器特点是输入电压等于输出电压。
在第三个电压跟随器中，测得结 的平均误差分别是%2.5，0，%2.5，总的平均误差为%1.7，性能挺好。
（4）反相求和电路特点是：电路的输出电压uo 反映了输入电压u11、u12和u13相加所得的结果，即电路能够实现求和运算。
在第四个求和电路中，测得的误差分别为%1和%3，性能挺好。
（5）双端输入求和电路，经过分析，实验中的双端输入求和电路满足
1210*)2/11(i i o v v v -=。
经过计算，可得实验中测得数据的误差分别为%5.4，%22.1,和%18.3.可以看出实验的误差是比较大的，该电路性能不是很好。
2、分析理论计算与实验结果出现误差的原因。
出现误差的原因：
（1）实验的电路板用的太久，所以有些电阻的阻值可能有变化，导致计算时出现误差。
（2）记录数据的时候可能会有错，或者是万用表测得的误差比较大。
思考题
1、分析实验中所得的值，试回答下列问题：
（1）反相比例放大器和同相比例放大器的输入电阻，输出电阻各有什么特点？试用深度负反馈的概念解释。
我对深度负反馈的概念不是很懂，所以在这里还没有办法解释。
（2）工作在线性范围内的集成运放两个输入端的电流和电位差是否可视为零？为什么？
不行，工作在线性范围的运放不能看做是理想运放，则它的开环放大倍数在这个输入信号范围内不能看做无穷大，差模输入电压也不能看做是0.
（3）比较反相求和电路与双端输入求和电路中集成运放块的共模输入电压，试说明哪个电路的运算精度高？
由实验数据可以看出，比较反相求和电路的运算精度更高，双端输入求和电路的误差是比较大的。
2、做比例、求和等运算电路实验时，如果不先调零，行吗？为什么？
不行，简单地说，这些电路都有运放。
而运放会有零漂（在输入为零时，输出不为零），所以需要调零，进行校正。
3、为了使运放集成电路能正常工作，不致损坏，实验中应注意什么问题？
六、实验心得
通过此次实验，对集成运放电路有了更进一步的了解，知道了放大器的工作是需要外部提供电源的；掌握了同相、反相放大器及求和运算电路的特点能够独立求解出电路的增益；此次实验用到的示波器，自己还不能熟练操作，今后要多练习，掌握示波器的使用；同时本次实验是小组合作完成的，通过小组协作，互相帮助，共同完成，锻炼了团队合作能力。
七、指导教师评语及成绩：
评语：
成绩：指导教师签名：
批阅日期：。