運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：___模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)____________指導(dǎo)老師：__成績(jī)：__________________實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)13基本運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)類型：__________同組學(xué)生姓名：__________一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、研究集成運(yùn)放組成的比例、加法和積分等基本運(yùn)算電路的功能。2、掌握集成運(yùn)算放大電路的三種輸入方式。3、了解集成運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。4、理解在放大電路中引入負(fù)反饋的方法和負(fù)反饋對(duì)放大電路各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的反相加法運(yùn)算。2.實(shí)現(xiàn)同相比例運(yùn)算。3.用減法器實(shí)現(xiàn)兩信號(hào)的減法運(yùn)算。4.實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算。5.用積分電路將方波轉(zhuǎn)換為三角波。運(yùn)放μa741介紹：集成運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放）是一種高增益的直流放大器，它有二個(gè)輸入端。根據(jù)輸入電路的不同，有同相輸入、反相輸入和差動(dòng)輸入三種方式。集成運(yùn)放在實(shí)際運(yùn)用中，都必須用外接負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)放大，用以實(shí)現(xiàn)各種模擬運(yùn)算。μa741引腳排列：三.主要儀器設(shè)備示波器、信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)電路板μa741、電阻電容等元件四.操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的反相加法運(yùn)算?rfrfv?????v?vos1s2??r2?r1?通過該電路可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的反相加法運(yùn)算。為了消除運(yùn)放輸入偏置電流及其漂移造成的運(yùn)算誤差，需在運(yùn)放同相端接入平衡電阻r3，其阻值應(yīng)與運(yùn)放反相端地外接等效電阻相等，即要求r3=r1//r2//rf。測(cè)量出輸入和輸出信號(hào)的幅值，并記錄示波器波形。注意事項(xiàng)：①被加輸入信號(hào)可以為直流，也可以選用正弦、方波或三角波信號(hào)。但在選取信號(hào)的頻率和幅度時(shí)，應(yīng)考慮運(yùn)放的頻響和輸出幅度的限制。②為防止出現(xiàn)自激振蕩和飽和失真，應(yīng)該用示波器監(jiān)視輸出電壓波形。③為保證電路正確，應(yīng)對(duì)輸出直流電位進(jìn)行測(cè)試，即保證零輸入時(shí)為零輸出。實(shí)現(xiàn)同相比例運(yùn)算電路特點(diǎn)是輸入電阻比較大，電阻r同樣是為了消除偏置電流的影響，故要求r=rl//rf。?rf??v?o?1?r??vs1??實(shí)驗(yàn)步驟：(1)測(cè)量輸入和輸出信號(hào)幅值，驗(yàn)證電路功能。(2)測(cè)出電壓傳輸特性，并記錄曲線。電壓傳輸特性是表征輸入輸出之間的關(guān)系曲線，即vo=f(vs)。同相比例運(yùn)算電路的輸入輸出成比例關(guān)系。但輸出信號(hào)的大小受集成運(yùn)放的最大輸出電壓幅度的限制，因此輸入輸出只在一定范圍內(nèi)是保持線性關(guān)系的。電壓傳輸特性曲線可用示波器來(lái)觀察。(3)測(cè)量出輸入和輸出信號(hào)的幅值，并記錄示波器波形。用減法器實(shí)現(xiàn)兩信號(hào)的減法運(yùn)算差分放大電路即減法器，為消除運(yùn)放輸入偏執(zhí)電流的影響，要求r1=r2、rf=r3。v?rf?v?v?os2s1r1把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形填入表格。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)同前。實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算1vo??r1cvt??sr1c?vdtst電路原理：積分電路如上圖所示，在進(jìn)行積分運(yùn)算之前，將圖中k1閉合，通過電阻r2的負(fù)反饋?zhàn)饔?，進(jìn)行運(yùn)放零輸出檢查，在完成零輸出檢查后，須將k1打開，以免因r2的接入而造成積分誤差。k2的設(shè)置一方面為積分電容放電提供通路，將其閉合即可實(shí)現(xiàn)積分電容初始電壓vc(0)=0。另一方面，可控制積分起始點(diǎn)，即在加入信號(hào)vs后，只要k2一打開，電容就將被恒流充電，電路也就開始進(jìn)行積分運(yùn)算。p.4實(shí)驗(yàn)名稱：____實(shí)驗(yàn)13基本運(yùn)算電路姓名：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)步驟：用示波器觀察輸出隨時(shí)間變化的軌跡，記錄輸入信號(hào)參數(shù)和示波器觀察到的輸出波形。(1)先檢查零輸出，將電容c放電；(2)將示波器按鈕置于適當(dāng)位置:?將光點(diǎn)移至屏幕左上角作為坐標(biāo)原點(diǎn)；?ｙ軸輸入耦合選用"dc"；?觸發(fā)方式采用"norm"；(3)加入輸入信號(hào)(直流)，然后將k2打開，即可看到光點(diǎn)隨時(shí)間的移動(dòng)軌跡。用積分電路將方波轉(zhuǎn)換為三角波電路如圖所示。圖中電阻r2的接入是為了抑制由iio、vio所造成的積分漂移，從而穩(wěn)定運(yùn)放的輸出零點(diǎn)。在t<<τ2（τ2=r2c）的條件下，若vs為常數(shù)，則vo與t將近似成線性關(guān)系。因此，當(dāng)vs為方波信號(hào)并滿足tp<<τ2時(shí)（tp為方波半個(gè)周期時(shí)間），則vo將轉(zhuǎn)變?yōu)槿遣?，且方波的周期愈小，三角波的線性愈好，但三角波的幅度將隨之減小。實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)記錄：接三種情況加入方波信號(hào)，用示波器觀察輸出和輸入波形，記錄線性情況和幅度的變??i3????in=ifrrrr于是有v0=?rfr(vi1+vi2+vi3+??+vin)如果各電阻的阻值不同，則可作為比例加法器，則有rfrf?rf?v0???vi1?vi2????vin?r2rn?r1?2、減法器是指輸出信號(hào)為兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大器。用數(shù)學(xué)關(guān)系表示時(shí)，可寫為：y=x1-x2下圖為減法器的基本結(jié)構(gòu)圖。由于va=vbrfv?vava?v0i2?i1??ifvb?vi2r1rfr1?rf（已知r3=rf）r所以v0?f?vi1?vi2?r13、積分器是指輸出信號(hào)為輸入信號(hào)積分后的結(jié)果，用數(shù)學(xué)關(guān)系表示為：y??xdtt右圖是最基本的積分器的結(jié)構(gòu)圖。這里反饋網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)部分用電容來(lái)代替電阻，則有：ii?ic??上式表示了輸出信號(hào)是輸入信號(hào)積分的結(jié)果。4、微分器。微分是積分的反運(yùn)算，微分器是指輸出信號(hào)為輸入信號(hào)微分運(yùn)dx算的結(jié)果。用數(shù)學(xué)式子表示為：y?dt下圖示出微分器的基本原理圖，利用"虛斷"和和"虛短"的概念，可以建立以下關(guān)系式：三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)反相加法運(yùn)算電路、減法運(yùn)算電路、積分運(yùn)算電路，并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格。1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）。2、將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。3、分析討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。實(shí)驗(yàn)提示：實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。四、實(shí)驗(yàn)參考方案反相比例放大電路2.反相加法運(yùn)算電路1)按下圖連接實(shí)驗(yàn)電路。2)調(diào)節(jié)信號(hào)源的輸出。用交流毫伏表或示波器測(cè)量輸入電壓vi及a、b點(diǎn)電壓va和vb，及輸出電壓vo，數(shù)據(jù)記入表5－2。3.減法運(yùn)算電路六、思考題為了不損壞集成塊，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么問題？答；實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。誤差分析在測(cè)定時(shí)，我們只測(cè)量了一次，沒有多次測(cè)量取平均值?？赡軙?huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)一定的誤差。由于實(shí)驗(yàn)器材的限制，手動(dòng)調(diào)節(jié)，存在較大誤差，3.本次試驗(yàn)使用了示波器，實(shí)驗(yàn)儀器自身會(huì)產(chǎn)生誤差；4.實(shí)驗(yàn)電路板使用次數(shù)較多，電阻值、電容值會(huì)有誤差；篇四：實(shí)驗(yàn)六比例求和運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告篇五：實(shí)驗(yàn)四比例求和運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)四比例求和運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握用集成運(yùn)算放大器組成比例、求和電路的特點(diǎn)及性能。2．學(xué)會(huì)上述電路的測(cè)試和分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)字萬(wàn)用表2.信號(hào)發(fā)生器3.雙蹤示波器其中，模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到直流穩(wěn)壓電源模塊，元器件模組以及"比例求和運(yùn)算電路"模板。三、實(shí)驗(yàn)原理（一）、比例運(yùn)算電路1．工作原理a．反相比例運(yùn)算,最小輸入信號(hào)uimin等條件來(lái)選擇運(yùn)算放大器和確定外圍電路元件參數(shù)。如下圖所示。10kω輸入電壓ui經(jīng)電阻r1加到集成運(yùn)放的反相輸入端，其同相輸入端經(jīng)電阻r2接地。輸出電壓uo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由于i-=0，則有i1=if，可得：ui?u?u??uo?r1rfuorf?a????ufur1i由此可求得反相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)為：??u?rif?i?r1?ii?反相比例運(yùn)算電路的輸出電阻為：rof=0輸入電阻為：rif=r1b．同相比例運(yùn)算10kω輸入電壓ui接至同相輸入端，輸出電壓uo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(diǎn)，可知i-=i+=0,則有u??且u-=u+=ui，可得：r1?uo?uir1?rfauf?r1?uor1?rfuor?1?fuir1同相比例運(yùn)算電路輸入電阻為：rif?輸出電阻：rof=0ui??ii以上比例運(yùn)算電路可以是交流運(yùn)算，也可以是直流運(yùn)算。輸入信號(hào)如果是直流，則需加調(diào)零電路。如果是交流信號(hào)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(yùn)算電路1．反相求和根據(jù)"虛短"、"虛斷"的概念rrui1ui2u???ouo??(fui1?fui2)r1r2r1r2rf當(dāng)r1=r2=r，則uo??rf(ui1?ui2)r四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、.電壓跟隨電路實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。按表1內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量并記錄。理論計(jì)算：得到電壓放大倍數(shù)：即：ui=u+=u-=u圖1電壓跟隨器從實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量并記錄.表2:反相比例放大電路（1）（2）、按表3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量并記錄。量值之差。測(cè)量結(jié)果：從實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（2）主要驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理圖如下：圖3：同相比例放大電路（1）、按表