最新实验六比例求和运算及其微积分电路
基本运算电路比例积分微分
第一节基本运算电路一、比例运算电路比例运算电路有反相输入、同相输入和差动输入三种基本形式。
1．反相比例运算电路·平衡电阻――使两个差分对管基极对地的电阻一致，故R2的阻值为R 2＝R1//RF反相比例运算电路·虚地概念运放的反相输入端电位约等于零，如同接地一样。
“虚地”是反相比例运算电路的一个重要特点。
可求得反相比例运算放大电路的输出电压与输入电压的关系为反相比例运算电路的输入电阻：由于反相输入端为“虚地”，显然电路的输入电阻为 Ri ＝R1。
反相比例运算电路有如下几个特点：①输出电压与输入电压反相，且与RF 与R1的比值成正比，与运放内部各项参数无关。
当RF ＝R1时，uO＝－uI，称为反相器。
②输入电阻Ri ＝R1，只决定于R1，一般情况下反相比例运算电路的输入电阻比较低。
③由于同相输入端接地，反相输入端为“虚地”，因此反相比例运算电路没有共模输入信号，故对运放的共模抑制比要求相对比较低。
2．同相比例运算电路利用“虚短”和“虚断”，可得输出电压与输入电压的关系为同相比例运算电路有如下几个特点：①输出电压与输入电压同相，且与RF 与R1的比值成正比，电压放大倍数当Rf ＝∞或R1＝0时，则uO＝uI。
这种电路的输出电压与输入电压幅度相等、相位相同，称为电压跟随器，又称为同相跟随器。
②同相比例运算电路的输入电阻很高。
由于电路存在很深的负反馈实际的输入电阻要比Rid高很多倍。
③同相比例运算电路由于u＋＝u－而u＋＝uI，因此同相比例运算电路输入端本身加有共模输入电压uIC ＝uI。
故对运放的共模抑制比相对要求高。
无论是反相比例运算电路还是同相比例运算电路由于引入的是电压负反馈（详细分析见第七章），所以输出电阻Ro很低。
3．差分比例运算电路利用“虚短”和“虚断”，即i＋＝i－＝0、u＋＝u－，应用叠加定理可求得当满足条件R1＝R2、RF＝R3时，电路的输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了差分比例运算。
多级运算电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解多级运算电路的工作原理及特点。
2. 掌握多级运算电路的设计方法。
3. 学习使用电子实验设备，如信号发生器、示波器、数字万用表等。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理多级运算电路是由多个基本运算电路组成的，通过级联多个基本运算电路，可以实现对信号的放大、滤波、调制、解调等功能。
本实验主要涉及以下几种基本运算电路：1. 反相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大或衰减，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
2. 同相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
3. 加法运算电路：该电路可以将多个信号相加，输出信号为各输入信号的代数和。
4. 减法运算电路：该电路可以实现信号的相减，输出信号为输入信号之差。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：用于产生实验所需的输入信号。
2. 示波器：用于观察实验过程中信号的变化。
3. 数字万用表：用于测量电路的电压、电流等参数。
4. 电阻、电容、二极管、运放等电子元器件。
5. 电路板、导线、焊接工具等。
四、实验内容与步骤1. 设计并搭建反相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
2. 设计并搭建同相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
3. 设计并搭建加法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
4. 设计并搭建减法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
5. 分析实验数据，验证实验结果是否符合理论计算。
五、实验结果与分析1. 反相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
2. 同相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
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 。
实验六 集成运算放大器的应用模拟运算
实验六 集成运算放大器的应用（一）模拟运算电路预习部分一、实验目的1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。
2. 掌握运算放大器的使用方法，了解其在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
本实验采用的集成运放型号为μA741，引脚排列如图2-7-1所示。
它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正，负电源端，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十K Ω的电位器并将滑动触头接到负电源端。
⑧脚为空脚。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
1) 反相比例运算电路电路如图2-7-2所示。
对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为Uo ＝－（R F / R 1）Ui为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1‖R F 。
2) 反相加法电路图2-7-2 反相比例运算电路 图2-7-3反相加法运算电路电路如图2-7-3所示，输出电压与输入电压之间的关系为F i Fi F O //R //R R R U R R U R R U 2132211=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= 图2-7-1 μA741管脚图3) 同相比例运算电路图2-7-4(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 Uo ＝（1＋R F / R 1）Ui R 2＝R 1 // R F当R 1→∞时，Uo ＝Ui ，即得到如图2-7-4(b)所示的电压跟随器。
图中R 2＝R F ，用以减小漂移和起保护作用。
一般R F 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器图2-7-4 同相比例运算电路4) 差动放大电路（减法器）对于图2-7-5所示的减法运算电路，当R 1＝R 2，R 3＝R F 时， 有如下关系式图2-7-5 减法运算电路 图2-7-6 积分运算电路 5) 积分运算电路反相积分电路如图2-7-6所示。
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。
比例微积分实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解比例微积分环节在自动控制系统中的作用。
2. 学习利用运算放大器实现比例微积分环节。
3. 通过实验验证比例微积分环节的阶跃响应特性。
4. 掌握实验数据处理方法。
二、实验原理比例微积分环节是一种线性环节，其传递函数为G(s) = K + Ks，其中K为比例系数，Ks为积分系数。
比例微积分环节具有比例和积分两种特性，可以用于控制系统中的稳态误差补偿、滤波、微分等。
三、实验仪器与设备1. 运算放大器2. 信号发生器3. 示波器4. A/D、D/A卡5. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 启动计算机，在桌面信号、自控文件夹中双击图标，运行软件。
2. 测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续。
如通信不正常，查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。
3. 连接典型环节的模拟电路，电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
4. 在实验项目的下拉列表中选择“典型环节及其阶跃响应”，鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。
5. 在参数设置对话框中设置相应的实验参数，包括比例系数K、积分系数Ks、采样时间等。
设置完成后，用鼠标单击确定，等待屏幕的显示区显示实验结果。
6. 观测计算机屏幕显示出的响应曲线及数据，记录波形及数据。
7. 改变比例系数K和积分系数Ks，观察响应曲线的变化，分析比例微积分环节的特性。
五、实验结果与分析1. 比例环节在比例环节中，K为比例系数，表示输出信号与输入信号的比例关系。
当K=1时，输出信号与输入信号成线性关系；当K>1时，输出信号放大；当K<1时，输出信号衰减。
2. 积分环节在积分环节中，Ks为积分系数，表示输出信号对输入信号的积分。
当Ks>0时，输出信号随时间逐渐增大；当Ks<0时，输出信号随时间逐渐减小。
3. 比例积分环节比例积分环节具有比例和积分两种特性。
当K和Ks均为正值时，输出信号随时间逐渐增大；当K和Ks均为负值时，输出信号随时间逐渐减小。
1比例求和运算电路
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J5-2⑶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。
电子技术实验课件-比例求和运算电路
实验结果分析
1
实验数据记录
记录实验过程中得到的数据，包括输入
计算结果总结
2
信号、输出信号和电流电压数值。
根据实验数据进行计算，并对比例求和
电路的性能进行评估和总结。
3
比例求和电路应用案例
介绍比例求和电路在实际应用中的案例， 包括信号处理、自动控制等领域。
实验总结
1 实验感想和收获
分享您在实验过程中的感想和对比例求和电路的理解。
电子技术实验课件-比例求和运 算电路
在本课程中，我们将介绍比例求和运算电路的原理、作用和应用。通过实验 过程和实验结果分析，您将深入了解此电路的设计和调试方法，并了解其在 实际应用中的效果。
引言
比例求和运算电路是一种重要的电子电路，它能够对输入信号进行线性变换 和求和运算。本节将介绍比例求和运算电路的定义、作用和应用领域。
理论知识
1
比例求和电路原理
比例求和电路基于电压与电流之间的线性关系，通过合理的配置电阻和电流源实现信号的比 例变换和求和运算。
2
比例求和电路公式
பைடு நூலகம்
比例求和电路的公式和计算方法将在本节详细介绍，将帮助您更好地理解电路的工作原理。
实验过程
实验器材
收集所需实验器材，包括电阻、电流源、示波器等。
实验步骤
根据电路图设计、元器件连接和电路调试进行实验。
2 实验中遇到的问题及解决方法
描述在实验中遇到的问题，并分享您是如何解决它们的。
3 实验中需要注意的事项
提醒实验者在进行比例求和运算电路实验时需要注意的事项和注意事项。
参考文献
相关电子技术实验教材
推荐一些关于比例求和电路的电子技术实验教 材，以供进一步学习和参考。
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实验六比例求和运算及其微积分电路
实验六 比例求和运算及微积分电路
实验内容及步骤
1 ．搭接电压跟随器并验证其跟随特性。
U1
UA741CP
3
2
4
76
5
112V VEE
-12V
VCC
VEE
XFG1
XSC1
A
B
Ext Trig
+
+
_
_
+_
R15.1kΩ2
1
仿真图如上
输出输入波形重合,其跟随特性得以验证. 实测数据显示Uo=Ui,验证运放性能良好。
2 ．测量反相比例电路的比例系数。
由图：为反相比例放大，输入电压为10mv，输出电压为100mv，且输出波形与输入波形反相，放大倍数10。
理论值：Uo=-Rf/Ri*Ui=-10Ui，反相比例系数为-10.
实测数据如下：
Uo/mv 10 15 20
Ui/v 0.11 0.165 0.22
分析，Uo与Ui反相，反相比例电路的比例系数为-10.
3 ．测量同相比例放大器的比例系数及上限截止频率。
仿真图如下：
输入输出波形如下
由图：Ui=10mv,Uo=100mv,且输入输出同相，放大系数约为10倍。
实测数据如下：
Ui/mv 10 20 30 40 50 60
Uo/v 0.11 0.22 0.33 0.43 0.545 0.66
Au 11 11 11 10.5 10.9 11
所以实际放大倍数约为11，与理论值接近。
测量截止频率：首先将函数发生器的输入电压幅值调为20mv，此时观察示波器输出约为0.22v，然后调节函数发生器的调频旋钮，随着频率增大，当
Uo=0.22*0.707=0.15554v时，对应电压即为上限截止频率，fh=94.78khz.
4 ．测量反相求和电路的求和特性。
分析：输入Ui1=20mv，Ui2=10mv，输出Uo=2.5v，且输出与输入反相。
理论值：Uo=-（R3/R2*Ui1+R3/R1*Ui2)=-(10*Ui1+10*Ui2)
实验测得：
Ui1/mv 10 20 40 80 160
Ui2/mv 5 10 20 40 80
Uo/v -0.14 -0.27 -0.58 -1.1 -2.4
-0.15 -0.3 -0.6 -1.2 -2.4.
理论值
Uo/v
验证在误差允许的范围内，此电路具有反相求和特性。
5 ．验证双端输入求和电路的运算关系。
输入输出波形：
输入电压Ui2为20mv，Ui1为10mv，输出Uo为100mv。
理论值：Uo=Rf/R1(Ui2-Ui1)=10(Ui2-Ui1)
实验测得：
Ui2/mv 10 20 50 100 200 300
Ui1/mv 5 10 25 50 100 150
Uo/v 0.05 0.1 0.25 0.5 1.0 1.6
0.05 0.1 0.25 0.5 1.0 1.5
理论值
Uo/v
∵实验值Uo与理论值Uo接近，∴双端输入求和电路的运算关系为
Uo=Rf/R1(Ui2-Ui1)
6 ．积分电路
按照图7-8（a ）连接积分电路，检查无误后接通±12V 直流电源。
①取ui = -1V，用示波器观察波形uo ，并测量运放输出电压的正向饱和电压值。
④改变电路的输入信号的频率，观察 ui 和uo 的相位，幅值关系。
仿真如下：①取ui = -1V，
U1
UA741CD
3
2
4
7
65
1
R110kΩR210kΩ
100kΩKey=A
50%C110uF
1
VCC
12V VEE
-12V
VCC
2VEE
XSC1
A
B Ext T rig
+
+_
_
+
_
XFG1
3
0VDD
-1V
VDD
由上图读出运放输出电压的正向饱和电压值为 5v ，此时滑变为50k.. ②取ui = 1V ，测量运放的负向饱和电压值。
读出Ui=1v,Uo=-5V,
③将电路中的积分电容改为 0.1μF，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。
当输入正弦信号时，输入输出波形如下：
可看出输入正弦波，经过积分后变成余弦波。
当ui 输入 1kHz幅值为 2V的方波如下，输出为三角波。
输入方波为2v，输出三角波为0.5v，有效积分时间为1ms.
④改变电路的输入信号的频率，观察 ui 和uo 的相位，幅值关系。
f/HZ599 1600 2500 3500.0
Uo/v 1.0 0.4 0.32 0.2
7 ．微分电路
实验电路如图7-8（b ）所示。
①输入正弦波信号， f =500Hz ，有效值为 1V，用示波器观察ui 和uo 的
波形并测量输出电压值。
输入正弦波为1v，输出电压值为3.2v。
②改变正弦波频率（ 20Hz -- 40Hz），观察ui 和uo 的相位、幅值变化情
况并记录。
f=25HZ时，Uo 的幅值为0.2v，Ui与Uo的相位差为90°。
改变正弦波频率，Uo幅值变小了，Ui与Uo的相位差也变小了。
③输入方波， f = 200Hz，U = ±5V，用示波器观察uo 波形。
并重复上述
实验。
实验测的输出尖顶波波形幅值为10.2v，滑动变阻器为11KΩ。
改变频率，幅值会变大。
④输入三角波，f = 200Hz，U = ±2V，用示波器观察uo 波形。
重复上述实验。
由图：输入三角波±2v，输出方波为1.8v。
实验测得Uo为1.9v，滑动变阻器为130Ω。
改变频率，会使输出波形幅值变小。
8 ．积分—微分电路
①输入f = 200Hz，U =±6V的方波信号，用示波器观察u i和u o的波形并记录。
分析：输入电压幅值为6v，输出电压幅值也约为6v。
输入方波，经过积分—微分电路，理论上输出波形应该是方波，可仿真结果并不是方波。
②将 f改为 500Hz，重复上述实验。
分析：输出电压幅值变小了。