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
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。
2．掌握比例、求和运算电路的特点及性能。
3．学会上述电路的测试和分析方法。
4．掌握各电路的工作原理。
二、虚拟实验仪器及器材示波器、可变电源、数字万用表等仪器、集成运算放大器LM324三、实验原理及参考电路（一）、比例运算电路 1．工作原理比例运算（反相比例运算与同相比例运算）是应用最广泛的一种基本运算电路。
a ．反相比例运算,最小输入信号mini 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iU 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OU 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iU 接至同相输入端，输出电压OU 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 F u 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。
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。
实验四比例求和、微积分电路,RC正弦振荡器
1.比例求和、微积分电路
线性集成电路（简称线性组件）实际上就是一个具有高放大倍数的直流放大器，在它外部接上深度电压负反馈电路之后，便构成了运算放大器，运算放大器可对电信号进行比例、加法、积分、微分等数学运算。
图1是反相比例放大器，输出电压与输入电压为比例运算关系。即：
图2是同相输入比例放大器，输出电压与输入电压，也构成比例关系。即：
根据振荡幅值平衡条件，要使电路维持正常振荡，必须使放大器的放大倍数 ，在振荡的条件下，反馈电路的反馈系数恰好为 。如果放大倍数刚好A=3，会使工作不稳定。当由于任何原因引起放大倍数下降，将造成停振。若A>3，则因振荡幅值的增大，将使管子的动态范围延伸到特性曲线的饱和区和截止区，输出波形将产生严重的非线性失真。要改善这一点，在放大器中引进负反馈，也就是在放大器中加接由电阻 构成的负反馈支路，通过调节 ，改变反馈量的大小，使放大倍数稍大于3。采用负反馈可以进一步提高放大器的输入电阻，并提高振荡器稳定性和改善输出波形的非线性失真。
（2）分别设置Vi = -2V、-0.5V、0V、0.5V、1V，使用电压探针检测输出端电压Vo。
（3）在输出端接入RL，并将其另一端接地，重复步骤（2）。
仿真截图：
（a）Vi= -2V (b) Vi= -0.5V
(c) Vi= 0V (d) Vi= 0.5V
(e) Vi=2V
图10电压跟随器（仿真，未接入RL）
相位移为 ，构成正反馈。第二部分是由RC串并联组成的一个具有选频特性的正反馈网络，其反馈系数为：
通常取 ; ，则上式可写成：
（1）
当在某一个 时满足：
则 （2）
则此时相移 。
这个反馈网络直接把放大器的输出和输入端沟通起来，从而保证在某一特定频率上电路满足自激振荡条件，产生单一频率的正弦波。因此，选频网络就决定了振荡器的频率。
比例电路实验报告
一、实验目的1. 掌握比例电路的基本原理和设计方法；2. 学会使用运算放大器搭建比例电路；3. 了解比例电路在实际应用中的重要性。
二、实验原理比例电路是一种将输入信号按一定比例放大或缩小的电路。
在模拟电路中，比例电路广泛应用于信号放大、信号变换、模拟计算等领域。
本实验采用运算放大器搭建比例电路，实现输入信号与输出信号的线性关系。
三、实验仪器与设备1. 运算放大器（如LM741）；2. 信号发生器；3. 数字万用表；4. 示波器；5. 电阻、电容等电子元器件；6. 实验电路板。
四、实验步骤1. 搭建反相比例放大电路（1）根据实验要求，设计反相比例放大电路，计算所需电阻、电容等元器件参数；（2）将元器件按照电路图连接到实验电路板上；（3）使用数字万用表测量电路中各节点电压，并与理论值进行比较；（4）使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，分析电路的幅频特性和相位特性。
2. 搭建同相比例放大电路（1）根据实验要求，设计同相比例放大电路，计算所需电阻、电容等元器件参数；（2）将元器件按照电路图连接到实验电路板上；（3）使用数字万用表测量电路中各节点电压，并与理论值进行比较；（4）使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，分析电路的幅频特性和相位特性。
3. 搭建比例求和电路（1）根据实验要求，设计比例求和电路，计算所需电阻、电容等元器件参数；（2）将元器件按照电路图连接到实验电路板上；（3）使用数字万用表测量电路中各节点电压，并与理论值进行比较；（4）使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，分析电路的幅频特性和相位特性。
五、实验结果与分析1. 反相比例放大电路实验结果：电路的幅频特性基本符合理论值，相位特性略有差异。
在输入信号频率较高时，电路的相位特性明显偏离理论值。
分析：由于运算放大器的带宽限制，当输入信号频率较高时，电路的相位特性会受到影响。
2. 同相比例放大电路实验结果：电路的幅频特性基本符合理论值，相位特性略有差异。
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实验报告
实验四比例求和运算电路实验报告是一份详细的文档，用于描述实验四比例求和运算电路的实验过程及实验结果。
它包括实验目的、原理说明、实验步骤、结果分析和结论性评价等内容。
1.实验目的：本次实验的目的主要是探究实验四中比例求和运算电路的工作原理，并通过分析实验结果来检验电路的正确性。
2.原理说明：比例求和运算电路是一种常用的电路，它的工作原理如下：将输入电压V1和V2乘以系数K1和K2（K1+K2=1），然后将两个乘积相加得到输出电压Vout，即： Vout=K1 * V1 + K2 * V2。
3.实验步骤：（1）首先，按照电路图将所有元件依次装上电路板，根据实验指导书的要求，正确接线。
（2）确认安装正确后，按照电路图将V1和V2先后依次调节至0.6V和1.4V，观察比例求和电路的输出电压Vout。
（3）将V1和V2先后依次调节至0.8V和1.2V，观察比例求和电路的输出电压Vout。
4.结果分析：从实验结果来看，当V1=0.6V，
V2=1.4V时，Vout=1.0V；当V1=0.8V，V2=1.2V时，
Vout=1.0V，说明电路电压求和运算正确。
5.结论性评价：本次实验成功地验证了比例求和运算电路的正确性，提高了对电路的深入理解。
比例及加减运算电路实验报告
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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?AufuR1i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RRui1ui2uouo??(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。
实验四比例求和运算电路实验报告精编WORD版
同相比例运算电路输入电阻为：
输出电阻： Rof=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，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
当R1=R2=R，则
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4和表5内容进行实验测量并记录
直流输入电压Ui（mV）
30
100
300
1000
3000
输出电压Uo（mV）
理论估算（mV）
实测值
误差
表4:同相比例放大电路（1）
表5：同相比例放大电路（2）
（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 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。
输入电压 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 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
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。
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时，理论值与实际值不符，原因是运算放大器本身的构造。
电子技术实验课件-比例求和运算电路
比例求和运算电路的应用与展望
应用领域
比例求和运算电路在模拟电路、控制系统、信号处理等领域有广泛应用。例如， 在自动控制系统中的调节器、执行器等部件中，比例求和运算电路用于实现比 例、积分和微分控制。
发展趋势
随着电子技术的不断发展，比例求和运算电路将朝着更高精度、更小体积、更 低功耗的方向发展。未来，比例求和运算电路将更加集成化、智能化，能够实 现更复杂的功能和控制。
验证比例求和运算电路的输出结果
学生将通过对比实际测量结果与理论计算结果，来验证比例求和运算电路的功能 是否正确实现。这将帮助他们发现并纠正实验中的错误，提高他们的实验技能和 理论水平。
02
实验设备
电源
01
02
03
电源类型
提供稳定的直流电源，通 常采用线性电源或开关电 源。
电源电压
根据电路需求选择适当的 电源电压，如±5V、 ±12V等。
电源容量
根据电路的电流消耗选择 合适的电源容量，以确保 电源的稳定性和可靠性。
电阻器
电阻类型
根据需要选择不同类型的 电阻，如碳膜电阻、金属 膜电阻等。
电阻值
根据电路需求选择适当的 电阻值，以满足比例求和 运算电路的阻抗匹配和信 号处理要求。
功率
根据电路的电流消耗选择 适当的电阻功率，以确保 电阻的可靠性和稳定性。
分析输出信号与输入信号之间的 关系，理解比例求和运算电路的
工作原理。
分析实验结果并验证理论
根据实验数据和观察结果，分析比例 求和运算电路的性能指标。
总结实验结论，指出实验中存在的问 题和改进方向。
将实验结果与理论值进行比较，验证 理论的正确性。
04
实验结果与讨论
实验数据记录
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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
ΔVAB
ΔVR2
ΔVR1
Vi=800mV，RL由开路变为
ΔV0L
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。
1．工作原理
a．反相比例运算,最小输入信号 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。
输入电压 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 经RF接回到反相输入端。通常有： R2=R1 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：
（1）、按表2内容进行实验测量并记录.
直流输入电压输入Vi（mv）
30
100
300
1000
3000
输出电压Vo(v)
理论值
实测值
误差
表2:反相比例放大电路（1）
（2）、按表3进行实验测量并记录。
表三：反相比例放大电路（2）
测试条件
被测量
理论估算值
实测值
RL开路，直流输入信号Vi由0变为800mV
ΔV0
实验原理图如下：
图3：同相比例放大电路
（1）、按表4和表5内容进行实验测量并记录
直流输入电压Ui（mV）
30
100
300
1000
3000
输出电压Uo（mV）
理论估算（mV）
实测值
误差
表4:同相比例放大电路（1）
表5：同相比例放大电路（2）
测试条件
被测量
理论估算值
实测值
RL无穷，直流输入信号Vi由0变为800mVΔV0Δ源自ABΔVR2ΔVR1
Vi=800mV，RL由开路变为
ΔV0L
以上验证电路的输入端特性，即虚断与虚短
4、反相求和放大电路
理论计算：UO=-RF/R*（Ui1+Ui2）
实验原理图如下：
实验结果如下：
直流输入电压Vi1（V）
直流输入电压Vi2（V）
理论值(V)
输出电压V0（V）
5、双端输入求和放大电路
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时，理论值与实际值不符，原因是运算放大器本身的构造。
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3V时，理论值与实际值不符，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。
在实验误差允许范围内，试验所测得的数据与理论估算的数据基本一致，仍存在一定的误差。