实验七 比例求和运算及微分运算电路
运算电路实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景与目的运算电路是电子技术中一种重要的基本电路，它能够实现信号的放大、求和、求差、积分、微分等功能。
本次实验旨在通过搭建和测试运算电路，加深对运算电路原理、性能和应用的理解，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验内容与步骤1. 实验器材实验器材包括：运算放大器、电阻、电容、直流电源、信号发生器、示波器、数字万用表等。
2. 实验步骤（1）搭建反相比例运算电路：将运算放大器连接成反相比例运算电路，根据实验要求选择合适的电阻和电容参数。
（2）搭建同相比例运算电路：将运算放大器连接成同相比例运算电路，根据实验要求选择合适的电阻和电容参数。
（3）搭建反相求和运算电路：将运算放大器连接成反相求和运算电路，根据实验要求选择合适的电阻和电容参数。
（4）搭建积分运算电路：将运算放大器连接成积分运算电路，根据实验要求选择合适的电阻和电容参数。
（5）搭建微分运算电路：将运算放大器连接成微分运算电路，根据实验要求选择合适的电阻和电容参数。
（6）测试电路性能：使用示波器观察电路输出波形，使用数字万用表测量电路输出电压和电流，分析电路性能。
三、实验结果与分析1. 反相比例运算电路实验结果表明，反相比例运算电路能够实现输入信号与输出信号的线性关系，且输出电压与输入电压成反比。
通过调整电阻和电容参数，可以改变电路的电压放大倍数。
2. 同相比例运算电路实验结果表明，同相比例运算电路能够实现输入信号与输出信号的线性关系，且输出电压与输入电压成正比。
通过调整电阻和电容参数，可以改变电路的电压放大倍数。
3. 反相求和运算电路实验结果表明，反相求和运算电路能够实现多个输入信号的求和，且输出电压与输入电压之和成反比。
通过调整电阻和电容参数，可以改变电路的求和系数。
4. 积分运算电路实验结果表明，积分运算电路能够实现输入信号的积分，且输出电压与输入电压的积分成正比。
通过调整电阻和电容参数，可以改变电路的积分时间常数。
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 。
6.1基本运算电路
5V
解续： 解续：在 0.3~0.5ms 时间段内
uo(t) = −
1
t
τ
∫ U dt + u
I 0.3 ms
O
(0.3ms ) = − (t − 0.3ms ) + 5
5
τ
5 (0.5ms − 0.3ms) + 5 = −5 V uo (0.5 ms) = − 0.1ms
由周期性，可画出输出电压波形如图所示。 由周期性，可画出输出电压波形如图所示。
积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为±10V， 例6.1.2 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。 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
解续： 解续：在 0.3~0.5ms 时间段内
uo(t) = −
1
t
τ
∫ U dt + u
I 0.3 ms
I 0.1 ms
O
(0.1ms) =
5
τ
(t − 0.1ms) − 5
5 (0.3ms − 0.1ms) − 5 = 5 V uo (0.3 ms) = 0.1ms 正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分． 正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分．
积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为±10V， 例6.1.2 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。 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
1 分析： 分析： u o ( t ) = − R1 C F
∫
uI d t = −
∫ u dt + u τ
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。
实验七 比例求和运算及微分运算电路
实验七比例求和运算及微分运算电路一.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，微积分电路的测试和分析方法。
3.掌握各电路的工作原理和理论计算方法。
二.实验仪器1.GOS-620模拟示波器2.GFG-8250A信号发生器3.台式三位半数字万用表4.指针式交流毫伏表5.SPD3303C直流电源三.实验内容及步骤理论值：Uo=-(R F/Ri)*Ui,ui=7mV,uo=-70mV实际值：uo=7mV,ui=69mV3.测量同相比例放大器的比例系数及上限截止频率理论值:uo=-(1+RF/Ri)*ui,ui=6.9mV,uo=75.9mV实际值:ui=6.9mV,uo=76mV4.测量反相求和电路的求和特性，注意多路输入信号可通过电阻分压法获取仿真值如以下图所示，Ui1=3.185mV,Ui2=1.706mV,Uo=48.899mV,满足输入与输出运算关系:Uo=-［(RF /R1)*Ui1+( RF /R2)*Ui2］5.验证双端输入求和的运算关系6.积分电路如以下图连接积分运算电路，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值的正向饱和电压值正向饱和电压值为11V②取ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。
注意±1V的信号源可用1Hz交流信号代替反向饱和电压值为-11V③将电路中的积分电容改为0.1uF，ui分别输入1kHz幅值为2V的方波和正弦波信号，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。
Ui=1.414V,Uo=222.157mVUi=2V,Uo=288.8mV④改变电路的输入信号的频率，观察ui和uo的相位，幅值关系。
7.微分电路实验电路如以下图①输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1V，用示波器观察ui和uo的波形及相位，并测量输出电压值，记录数据和波形图。
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。
《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 。
比例求和积分微分电路
比例求和积分微分电路 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】报告课程名称：模拟电路实验名称：比例、求和、积分、微分电路学院：信息工程学院专业：班级： 3组号：指导教师：吴迪报告人：李子茜学号： 16实验时间： 2015 年 10 月 9 日星期五实验地点 N102实验报告提交时间： 2015 年 10 月 21 日一、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、预习要求（1）复习比例、求和、积分微分电路的基本工作原理；（2）估算所有要填入表格的理论值；（3）拟定实验步骤，做好记录表格。
对于理想运放，当其工作在线性状态时，若U+≈U-,则这一特性称为理想运放输入端的“虚短路”特性；若I+=I-≈0,则这一特性称为理想运放输入端的“虚开路”特性。
四、实验内容1.熟悉电压跟随电路运算放大器UA741上的引脚排列如图5-5所示。
1和5为偏置（调零端），2为反向输入端，3为正向输入端，4为-Vcc，6为输出端，7接+Vcc，8为空脚。
电压跟随实验电路如图5-6所示。
按表5-18内容实验并测量记录。
注意：集成运放实验板上的+12V、-12V和GND孔必须与实验箱上电源部分的+12V、-12V和GND 孔连接，以保证集成运放的正常供电。
图5-5 UA741引脚排列图图5-6 电压跟随电路2.熟悉反相比例放大器反相比例放大电路的实验电路如图5-7，已知Uo=-RF*Ui/R1,按表5-19的实验内容测量并测量记录。
表5-7 反相比例放大电路3.熟悉同相比例放大电路同相比例放大电路的实验电路如图5-8所示。
U0=(1+R F/R1)U i,按表5-20的实验内容测量并记录。
图5-8 同相比例放大电路表5-20 同相比例放大电路测试表实验电路如图5-9所示。
积分、微分、比例运算电路
模拟电路课程设计报告题目：积分、微分、比例运算电路一、设计任务与要求①设计一个可以同时实现积分、微分和比例功能的运算电路。
②用开关控制也可单独实现积分、微分或比例功能③用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V），为运算电路提供偏置电源。
此电路设计要求同时实现比例、积分、微分运算等功能。
即在一个电路中利用开关或其它方法实现这三个功能。
方案一：用三个Ua741分别实现积分、微分和比例功能，在另外加一个Ua741构成比例求和运算电路，由于要单独实现这三个功能，因此在积分、微分和比例运算电路中再加入三个开关控制三个电路的导通与截止，从而达到实验要求。
缺点：开关线路太多，易产生接触电阻，增大误差。
此运算电路结构复杂，所需元器件多，制作难度大，成本较高。
并且由于用同一个信号源且所用频率不一样，因此难以调节。
流程图如下：图1方案二:用一个Ua741和四个开关一起实现积分、微分和比例功能，并且能够单独实现积分、微分或比例功能。
优点：电路简单，所需成本较低。
电路图如下：积分运算电路 微分运算电路 比例运算电路 比例求和运算电路图2三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。
其流程图为：图3直流电源电路图如下：电源变压器整流电路滤波电路稳压电路V1220 Vrms 50 Hz0¡ã U11_AMP T17.321D21N4007D31N4007D41N4007C13.3mF C23.3mF C3220nFC4220nF C5470nFC6470nF C7220uFC8220uFU2LM7812CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEU3LM7912CTLINEVREGCOMMON VOLTAGE D51N4007D61N4007LED2LED1R11k¦¸R21k¦¸2345D11N40071516671417图4原理分析： (1)电源变压器：由于要产生±12V 的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压应大于24V,由现有的器材可选变压后副边电压为30V 的变压器。
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实验七比例求和运算及微分运算电路
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，微积分电路的测试和分析方法。
3.掌握各电路的工作原理和理论计算方法。
二.实验仪器
1.GOS-620模拟示波器
2.GFG-8250A信号发生器
3.台式三位半数字万用表
4.指针式交流毫伏表
5.SPD3303C直流电源
三.实验内容及步骤
1.搭接电压跟随器并验证其跟随特性，测量2-3组数据进行验证。
Ui(V) 6.0mV7.0mV8.0mV Uo(V) 6.0mV7.0mV8.0mV
2.测量反向比例电路的比例系数，测量其计算值与理论值进行比较
理论值：Uo=-(R F/Ri)*Ui,ui=7mV,uo=-70mV
实际值：uo=7mV,ui=69mV
3.测量同相比例放大器的比例系数及上限截止频率
理论值:uo=-(1+RF/Ri)*ui,ui=6.9mV,uo=75.9mV
实际值:ui=6.9mV,uo=76mV
4.测量反相求和电路的求和特性，注意多路输入信号可通过电阻分压法获取
仿真值如下图所示，
Ui1=3.185mV,Ui2=1.706mV,Uo=48.899mV,
满足输入与输出运算关系:
Uo=-［(RF /R1)*Ui1+( RF /R2)*Ui2］
5.验证双端输入求和的运算关系
6.积分电路
如图所示连接积分运算电路，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值的正向饱和电压值
正向饱和电压值为11V
②取ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。
注意±1V的信号源可用1Hz交流信号代替
反向饱和电压值为-11V
③将电路中的积分电容改为0.1uF，ui分别输入1kHz幅值为2V的方波和正弦波信号，
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。
Ui=1.414V,Uo=222.157mV
Ui=2V,Uo=288.8mV
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。
7.微分电路
实验电路如图所示
①输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1V，用示波器观察ui和uo的波形及相位，并
测量输出电压值，记录数据和波形图。
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。
随着正弦波频率增大，ui和uo的相位不发生改变，uo幅值逐渐增大。
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
④输入三角波，f=200Hz,U=±2V, 用示波器观察uo波形，并重复上述实验
8.积分-微分电路
实验电路如图所示
①输入f=200Hz,U=±6V的方波信号，用示波器观察ui和uo的波形并记录
②将f改为500Hz, 重复上述实验。