实验四比例求和运算电路实验报告

实验四 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、求和电路的特点及性能。 2．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.信号发生器

3.双踪示波器

其中，模拟电子线路实验箱用到直流稳压电源模块，元器件模组以及“比例求和运算电路”模板。

三、实验原理

（一）、比例运算电路 1．工作原理

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

如下图所示。

A

V i

V o

R 100k Ω

R 1

10k Ω

R 2

10k Ω

A B

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 1F o 1i u u u u -=---⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-==1i i if 1F i o uf R i u R R R u u A A V i V o 100k Ω

R 1

10k Ω

R 210k ΩA

B i U O U o F u R R R u ⋅+=-11i o F u u R R R =⋅+111F i o uf R R 1u u A +==∞==i i if i u R 1212i i o

F u u u R R R +=-

1212()F F o i i R R u u u R R =-+12()F o i i R u u u R

=-+压跟随电路

实验电路如图1所示。按表1内容进行实验测量并记录。

理论计算： 得到电压放大倍数：

即：Ui=U+=U-=U 图1 电压跟随器

直流输入电压Vi（v）-201

输出电

压Vo(v)

Rl=∽

Rl=

从实验结果看出基本满足输入等于输出。

2、反相比例电路

理论值：（Ui-U-）/10K=（U--UO）/100K且U+=U-=0故UO=-10Ui。

实验电路如图2所示：

图2：反向比例放大电路

（1）、按表2内容进行实验测量并记录.

表2:反相比例放大电路（1）

（2）、按表3进行实验测量并记录。

测试条件被测量理论估算实直流输入电压输入 Vi（mv）3010

30

10

00

30

00输出电

压 Vo(v)

理论值

实测值

误差

值

测值

R L 开路，直流输入信号V

i

由0变为800mVΔV

ΔV

AB

ΔV

R2

ΔV

R1

V

i =800mV ，R

L

由开路变为ΔV

0L

该项量值之差。

测量结果：从实验数据1得出输出与输入相差-10倍关系，基本符合理论，实验数据（2）主要验证输入端的虚断与虚短。

3、同相比例放大电路

理论值：Ui/10K=（Ui-UO）/100K故UO=11Ui。

实验原理图如下：

图3：同相比例放大电路

（1）、按表4和表5内容进行实验测量并记录

表4:同相比例放大电路（1）

测试条件被测量理论估算

值

实测值

R L 无穷，直流输入信号V

i

由0变为800mVΔV

ΔV

AB

ΔV

R2

ΔV

R1

V

i =800mV ，R

L

由开路变为ΔV

0L

直流输入电压Ui （mV）301003001000

3000

输出电压Uo （mV）

理论估算（mV）

实测值

误差

4、反相求和放大电路

理论计算：UO=-RF/R*（Ui1+Ui2）

实验原理图如下：

直流输入电压

Vi1（V）

直流输入电压

Vi2（V）

理论值(V)

输出电压V0（V）

5、双端输入求和放大电路

理论值：UO=（1+RF/R1）*R3/（R2+R3）*U2-RF/R1*U1 实验原理图如下：

1v2v

直流输入电压

Vi1（V）

直流输入电压

Vi2（V）

理论值（V）

输出电压V0（V）

五、实验小结及感想

1．总结本实验中5种运算电路的特点及性能。

电压跟随电路：所测得的输出电压基本上与输入电压相等，实验数据准确，误差很小。

反向比例放大器，所测数据与理论估算的误差较小，但当电压加到3V时，理论值与实际值不符，原因是运算放大器本身的构造。

同相比例放大运算器，所测数据与理论估算的误差较小，但当电压加到3V 时，理论值与实际值不符，原因是运算放大器本身的构造。

2．分析理论计算与实验结果误差的原因。

在实验误差允许范围内，试验所测得的数据与理论估算的数据基本一致，仍存在一定的误差。

误差分析：

1、可能是电压调节的过程中存在着一些人为的误差因素。

2、可能是所给的电压表本身带有一定的误差。

3、实验中的导线存在一定的电阻。

4、当电压加大到某一个值时，任凭输入电压怎么增大，输出电压不会再改变了，这就是运算放大器本身的构造问题了。