实验三比例求和运算电路

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、实验仪器 1.数字万用表； 2.示波器； 3.信号发生器
三、实验原理及参考电路
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。

反相比例运算,最小输入信号m i n i U 等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。

如图所示。

F
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：
F
o
1i 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 u
R 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 1
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,
有
o F
u R R R u ⋅+=-11
且 u -=u +=u i ，可得：
i o F
u u R R R =⋅+11
1
F i o uf R R 1u u A +==
同相比例运算电路输入电阻为： ∞==i
i
if 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。

选择集成运算放大器时，首先应查阅手册，了解运放主要参数，一般为了减小闭环增益误差，提高放大电路的工作稳定性，应尽量选用失调温漂小，开环电压增益高，输入电阻高，输出电阻低的运算放大器。

特别是在交流放大时，为减小放大电路的频率失真和相位失真（动态误差），集成运算放大器的增益——带宽积G ·B ω和转换速度SR 必须满足以下关系：
f
B A B G uf ωω⋅>⋅
max max 2o R U f S ⋅>π
式中f max 为输入信号最高工作频率，U omax 为最大输出电压幅值
对于同相比例电路运算电路，还要特别注意存在共模输入信号的问题，也就是说，要求集成运算放大器允许的共模输入电压范围必须大于实际的共模输入信号幅值。

并要求有很高的共模抑制比。

求和运算电路
1．反相求和 基本电路如下图所示
R
U U 0
U U
V R 1
V
12////F R R R R '=
根据“虚短”、“虚断”的概念
1212i i o F
u u u
R 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
=-+ 2．同相求和 由读者自己分析。

四、实验内容
1．电压跟随电路
实验电路如图1所示，接好线之后，接12V 的直流电源。

V i
V o
Ω
图1 电压跟随器
按表1内容实验并测量记录。

2．反相比例放大器
实验电路如图2所示。

接好电路后，接12v 的直流电源。

10k Ω
图2 反相比例放大器
按表3内容实验并测量记录。

表8.3
3．同相比例放大器 电路如图3所示。

（1）按表6实验测量并记录。

10k Ω
图3同相比例放大器
表
6
（2）测出电路的上限截止频率
4．反相求和放大电路 实验电路如图4所示。

按表8内容进行实验测量，并与预习计算比较。

V F
R 1
V
图4反相求和放大电路
5．双端输入求和放大电路 实验电路如图5所示。

按表9要求实验并测量记录。

表9
V F
V
图5 双端输入求和电路
五．实验总结：。