實驗四比例求和運算電路實驗報告

1、實驗四 比例求和運算電路一、實驗?zāi)康?掌握用集成運算放大器組成比例、求和電路的特點及性能。2學(xué)會上述電路的測試和分析方法。二、實驗儀器1.數(shù)字萬用表2.信號發(fā)生器3.雙蹤示波器其中，模擬電子線路實驗箱用到直流穩(wěn)壓電源模塊，元器件模組以及“比例求和運算電路”模板。三、實驗原理（一）、比例運算電路1工作原理a反相比例運算,最小輸入信號等條件來選擇運算放大器和確定外圍電路元件參數(shù)。如下圖所示。輸入電壓經(jīng)電阻R1加到集成運放的反相輸入端，其同相輸入端經(jīng)電阻R2接地。輸出電壓經(jīng)RF接回到反相輸入端。通常有： R2=R1/RF由于虛斷，有 I+=0 ，則u+=-I+R2=0。又因虛短，可得：u-=u+=0

2、 由于I-=0，則有i1=if，可得： 由此可求得反相比例運算電路的電壓放大倍數(shù)為：反相比例運算電路的輸出電阻為：Rof=0輸入電阻為：Rif=R1b同相比例運算輸入電壓接至同相輸入端，輸出電壓通過電阻RF仍接到反相輸入端。R2的阻值應(yīng)為R2=R1/RF。根據(jù)虛短和虛斷的特點，可知I-=I+=0,則有 且 u-=u+=ui，可得：同相比例運算電路輸入電阻為： 輸出電阻： Rof=0以上比例運算電路可以是交流運算，也可以是直流運算。輸入信號如果是直流，則需加調(diào)零電路。如果是交流信號輸入，則輸入、輸出端要加隔直電容，而調(diào)零電路可省略。（二）求和運算電路1反相求和根據(jù)“虛短”、“虛斷”的概念 當(dāng)R1

3、=R2=R，則 四、實驗內(nèi)容及步驟1、.電壓跟隨電路實驗電路如圖1所示。按表1內(nèi)容進行實驗測量并記錄。理論計算： 得到電壓放大倍數(shù)：即：Ui=U+=U-=U 圖1 電壓跟隨器表1：電壓跟隨器直流輸入電壓Vi（v）-2-0.500.51輸出電壓Vo(v)Rl=Rl=5.1k從實驗結(jié)果看出基本滿足輸入等于輸出。2、反相比例電路理論值：（Ui-U-）/10K=（U-UO）/100K且U+=U-=0故UO=-10Ui。 實驗電路如圖2所示：圖2：反向比例放大電路（1）、按表2內(nèi)容進行實驗測量并記錄.直流輸入電壓輸入 Vi（mv）3010030010003000輸出電壓 Vo(v)理論值實測值誤差表2:

4、反相比例放大電路（1）（2）、按表3進行實驗測量并記錄。表三：反相比例放大電路（2） 測試條件被測量理論估算值實測值RL開路，直流輸入信號Vi由0變?yōu)?00mVV0VABVR2VR1 Vi=800mV ，RL由開路變?yōu)?.1KV0L其中RL接于VO與地之間。表中各項測量值均為Ui=0及Ui=800mV時所得該項量值之差。測量結(jié)果：從實驗數(shù)據(jù)1得出輸出與輸入相差-10倍關(guān)系，基本符合理論，實驗數(shù)據(jù)（2） 主要驗證輸入端的虛斷與虛短。3、同相比例放大電路理論值：Ui/10K=（Ui-UO）/100K故UO=11Ui。實驗原理圖如下：圖3：同相比例放大電路（1）、按表4和表5內(nèi)容進行實驗測量并記錄直

5、流輸入電壓Ui（mV）3010030010003000輸出電壓Uo（mV）理論估算（mV）實測值誤差表4:同相比例放大電路（1）表5：同相比例放大電路（2） 測試條件被測量理論估算值實測值RL無窮，直流輸入信號Vi由0變?yōu)?00mVV0VABVR2VR1 Vi=800mV ，RL由開路變?yōu)?.1KV0L以上驗證電路的輸入端特性，即虛斷與虛短4、反相求和放大電路 理論計算：UO=-RF/R*（Ui1+Ui2）實驗原理圖如下：實驗結(jié)果如下：直流輸入電壓Vi1（V）0.3v-0.3直流輸入電壓Vi2（V）0.2v0.2理論值(V)輸出電壓V0（V）5、雙端輸入求和放大電路理論值：UO=（1+RF/R

6、1）*R3/（R2+R3）*U2-RF/R1*U1 實驗原理圖如下：實驗結(jié)果：直流輸入電壓Vi1（V）1v2v0.2v直流輸入電壓Vi2（V）0.5v1.8v-0.2v理論值（V）輸出電壓V0（V）五、實驗小結(jié)及感想1總結(jié)本實驗中5種運算電路的特點及性能。電壓跟隨電路：所測得的輸出電壓基本上與輸入電壓相等，實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，誤差很小。反向比例放大器，所測數(shù)據(jù)與理論估算的誤差較小，但當(dāng)電壓加到3V時，理論值與實際值不符，原因是運算放大器本身的構(gòu)造。同相比例放大運算器，所測數(shù)據(jù)與理論估算的誤差較小，但當(dāng)電壓加到3V時，理論值與實際值不符，原因是運算放大器本身的構(gòu)造。2分析理論計算與實驗結(jié)果誤差的原因。在實驗誤差允許范圍內(nèi)，試驗所測得的數(shù)據(jù)與理論估算的數(shù)據(jù)基本一致，仍存在一定的誤差。      誤差分析： 1、 可能是電壓調(diào)節(jié)的過程中存在著一些人為的誤差因素。 2、 可能是所給的電壓表本身帶有一定的誤差。