實(shí)驗(yàn)四 比例求和運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)報告

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)會上述電路的測試和分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)字萬用表信號發(fā)生器雙蹤示波器其中，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imina.反相比例運(yùn)算最小輸入信號7imin如下圖所示。R=R//R21Fu=u=0R=R//R21Fu=u=0-+由此可求得反相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)為：RFuR

i1R二一二Rifi1iAU

uf輸入電壓7經(jīng)電阻R加到集成運(yùn)放的反相輸入端，其同相輸入端經(jīng)電阻Ri1接地。輸出電壓7經(jīng)R接回到反相輸入端。通常有：OF由于虛斷，有1=0，則u=-IR=0。又因虛短，可得：+++2由于I=0，貝V有i二i，可得：匕—二匕-1fRR1F

反相比例運(yùn)算電路的輸出電阻為：R=0of輸入電阻為：R=Rif1b.同相比例運(yùn)算輸入電壓u接至同相輸入端，輸出電壓u通過電阻R輸入電壓u接至同相輸入端，輸出電壓u通過電阻R仍接到反相輸入端。iOR的阻值應(yīng)為R=R//R。221F根據(jù)虛短和虛斷的特點(diǎn)，可知I=1=0,則有且u=u=u，-+i可得：+R1-uR+R1Ru—1?u-R+R°1F=uiAufuRAuf二一二1+F

uRi1u同相比例運(yùn)算電路輸入電阻為：Rif=—=g同相比例運(yùn)算電路輸入電阻為：Rifii輸出電阻：R=0of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(yùn)算電路反相求和根據(jù)“虛短”、“虛斷”的概念當(dāng)R=R=R,則當(dāng)R=R=R,則12uuu―H+―i2————oRRR12FR/、u—F(u+u)oRi1i2RR——(―u+—u)Ri1Ri212四、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)測量并記錄。

理論計算：」_二_得到電壓放大倍數(shù)：=呂二1U0一匕r_一丄即：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=sRl=5.1k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=-1OUi。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)測量并記錄.表2:反相比例放大電路(1)直流輸入電壓輸入Vi(mv)3010030010003000輸出電壓Vo(v)理論值實(shí)測值誤差2)、按表3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)測值R開路，直流輸入信號V由0變?yōu)?00mVLi△V△V"AB△V△VV=800mV，R由開路變?yōu)?.1K△ViL10fc11其中RL接于VO與地之間。表中各項(xiàng)測量值均為Ui=0及Ui=800mV時所得該項(xiàng)量值之差。測量結(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U0=11Ui。實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量并記錄表4:同相比例放大電路(1)直流輸入電壓Ui(mV)3010030010003000輸出電壓Uo(mV)理論估算(mV)實(shí)測值誤差表5：同相比例放大電路(2)測試條件被測量理論估算值實(shí)測值R無窮，直流輸入信號V由0變?yōu)?00mVLi△V0△V△V△VV=800mV,R由開路變?yōu)?.1KiL—1△V0L1以上驗(yàn)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：U0二-RF/R*（Uil+Ui2）實(shí)驗(yàn)原理圖如下：RfLOk11-口訂q11-100k實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：直流輸入電壓Vil（V）0.3v-0.3直流輸入電壓Vi2（V）0.2v0.2理論值（V）輸出電壓VO（V）5、雙端輸入求和放大電路理論值：UO=（1+RF/R1）*R3/（R2+R3）*U2-RF/R1*U15、雙端輸入求和放大電路理論值：UO=（1+RF/R1）*R3/（R2+R3）*U2-RF/R1*U1實(shí)驗(yàn)原理圖如下：iiAF10kF100k實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)小結(jié)及感想1．總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中5種運(yùn)算電路的特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)際值不符，原因是運(yùn)算放大器本身的構(gòu)造。同相比例放大運(yùn)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(shí)際值不符，原因是運(yùn)算放大器本身的構(gòu)造。2．分析理論計算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的原因。在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，試驗(yàn)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