实验六 比例求和运算及其微积分电路
实验6_积分微分电路
实验内容二
• 测量积分电路的幅频特性曲线。 • 输入信号Vi为VPP=1V的 正弦波 ， • 频率测量范围为1HZ-20KHZ。
频率 20lg|AV/AVo| -20dB -10dB -3dB 0dB -3dB -10dB -20dB
实验内容三
• 1）取输入信号Vi的峰峰值1V、占空比为50%的方波， 方波的频率分别为10HZ,100HZ,1KHZ,10KHZ，观察 并记录输入输出波形 • 2）测量输出三角波的幅度分别为输入方波的一半、 相等、两倍时的频率
积分电路还可用于非正弦信号产生电路、显示器扫描 电路、模数转换电路等等
• 电路运放直流开路，运放以开环放大倍数放大输入直流失 调电压，往往使运放输出限幅，即输出电压接近直流电源 电压，输出饱和，运放不能正常工作。 • 在OP07的 “数据手册”中，其输入直流失调电压的典型 值为30μV；开环增益约为112dB，即4×105。据此可以 估算，当Vi=0V时，Vo=30μV×4×105=12V。 • 电路实际输出接近直流偏置电压，已无法正常工作。
uI Ui O uO O
t0
t1 t
t
例2:设vo初始电压为0，输入信号为方波时：
1 t v o (t) v i d t v o (t1 ) RC t1
2103 vi (t t1) vo (t1)
当t=1ms时，vo=6V； 当t=3ms时，vo=-6V； 当t=5ms时，vo=6V；依次类推
• 取Vi为占空比为50%、高电平为0.1V、低电平为-0.1V的 方波，方波频率分别为10H、100Hz、1kHz，输入到图所 示的电路，记录输出波形
实验六 积分与微分电路
• 实验目的 学习使用运放组成积分和微分电路。
比例求和运算电路
直流输入电压Ui（mV）
30
100
300
1000
输出电压Uo
理论估算（mV）
实测值（mV）
误差
（2）断开直流传号源，在输入端加人频率 的正弦信号，用毫伏表测量输出端的信号电压Vo并用示波器观察Vo,Vi的相位关系，记录于表8.5中。
表8.5
Ui(V)
Uo(V)
Ui波形
Uo波形
实测值
计算值
（3）测量图8-2电路的上限截止频率。
2．（设计）用反相比例运算电路实现Uo= -4Ui,Rif=10kΩ
3．用同相比例运算电路实现Uo=5Ui
4．实现Uo=Auf(Ui2-Ui1)电路。要求Auf=4 ,Rif=10k
以上输入信号大小，交、直流自定。
七、实验仪器
模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台
万用表一台连线若干
其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、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。
（2）断开直流信号源，在输人端加入频率 的正弦信号，用毫伏表测量输出端的信号电压 并用示波器观察 、 的相位关系，记录于表8.2中。
表8.2
Ui(V)
Uo(V)
Ui波形
Uo波形
实测值
计算值
2．反相比例放大器
实验电路如图8-2所示。接好电路后，接12v的直流电源。
图8-2反相比例放大器
（1）按表8.3内容实验并测量记录。
按表8.9要求实验并测量记录。
表8.9
Vi1（V）
1
2
0.2
Vi1（V）
0.5
1.8
-0.2
Voห้องสมุดไป่ตู้V）
图8-5双端输入求和电路
比例、求和、积分、微分电路.
深圳大学实验报告课程名称:实验项目名称:学院:计算机与软件学院班级:实验时间:实验报告提交时间:一、实验目的1、掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能;2、掌握用运算放大器组成积分微分电路;3、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、双踪示波器3、信号发生器三、实验内容1. 电压跟随电路实验电路图 4-1如下,按表 4-1内容实验并测量记录。
2. 反相比例放大器实验电路如图 4-2所示, U0=-RF*Ui/R1,按表 4-2内容实验并测量记录。
3. 同相比例放大电路实验电路如图 4-3所示, U0=(1+RF/R1Ui,按表 4-3实验测量并记录。
4. 反相求和放大电路实验电路如图 4-4所示, U0=-RF(Ui1/R1+Ui2/R2,按表 4-4内容进行实验测量。
四、数据分析1. 电压跟随电路R L =∞:(误差如下-2V :(2.005-2 /2*100%=0.25% -0.5V :(0.502-0.5 /0.5*100%=0.4% 0 V: 0% -2V :(0.5-0.499 /0.5*100%=0.2% -2V :(1.002-1 /1*100%=0.2%RL=5K1:(误差如下-2V :(2.003-2 /2*100%=0.15%-0.5V :(0.502-0.5 /0.5*100%=0.4%0 V: 0%-2V :(0.5-0.499 /0.5*100%=0.2%-2V :(1.002-1 /1*100%=0.2%2. 反相比例放大器误差分析:30.05mV :17.3/0.3005/1000*100%=5.757%100mV : 21.1/1/1000*100%=2.11%300mV : 30.0/3/1000*100%=1%1000mV : 84/10/1000*100%=0.84%3000mV : 20030/30/1000*100%=66.767% 这个误差之所以这么大, 是因为电源是 12V ,所以输出电压不可能达到 30V ,最多是 12V 。
比例求和运算电路实验
比例求和运算电路实验1．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）掌握上述电路的测试和分析方法。
2．实验仪器（1）数字万用表。
（2）示波器。
（3）信号发生器。
（4）集成运算放大电路模块。
3．预习要求（1）计算表5.6.1中的V 0和A f 。
（2）估算表5.6.3的理论值。
（3）估算表5.6.4、表5.6.5中的理论值。
（4）计算表5.6.4中的V 0值。
（5）计算表5.6.7中的V 0值。
4．实验原理（1）比例运算放大电路包括反相比例，同相比例运算电路，是其他各种运算电路的基础，我们在此把它们的公式列出。
反相比例放大器 1Fi 0f R R V V A -== 1R r if =同相比例放大器 1Fi 0f R R V V A +==1 ()id od r F A r +≈1式中Od A 为开环电压放大倍数，F11R R R F +=,id r 为差模输入电阻。
当0F =R 或∞=1R 时，0f =A 这种电路称为电压跟随器。
（2）求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果，用运算放大器实现求和运算时，既可采用反相输入方式，也可采用同相输入或双端输入的方式，下面列出它们的计算公式。
反相求和电路 )V R 1V R 1(R V i22i11F 0⋅+⋅-= 双端输入求和电路 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-'=i11Σi22ΣΣF0V R R V R R R R V 式中，F 1Σ//R R R =，32Σ//R R R ='5.实验内容（1）电压跟随器。
实验电路如图5.6.1所示。
图5.6.1 电压跟随器按表5.6.1内容进行实验，测量并记录相关数据。
表5.6.1（2）反相比例放大器。
实验电路如图5.6.2所示。
图5.6.2 反相比例放大器① 按表5.6.2内容进行实验，测量并记录相关数据。
表5.6.2② 按表5.6.3内容进行实验，测量并记录相关数据。
电子技术实验课件-比例求和运算电路
实验结果分析
1
实验数据记录
记录实验过程中得到的数据，包括输入
计算结果总结
2
信号、输出信号和电流电压数值。
根据实验数据进行计算，并对比例求和
电路的性能进行评估和总结。
3
比例求和电路应用案例
介绍比例求和电路在实际应用中的案例， 包括信号处理、自动控制等领域。
实验总结
1 实验感想和收获
分享您在实验过程中的感想和对比例求和电路的理解。
电子技术实验课件-比例求和运 算电路
在本课程中，我们将介绍比例求和运算电路的原理、作用和应用。通过实验 过程和实验结果分析，您将深入了解此电路的设计和调试方法，并了解其在 实际应用中的效果。
引言
比例求和运算电路是一种重要的电子电路，它能够对输入信号进行线性变换 和求和运算。本节将介绍比例求和运算电路的定义、作用和应用领域。
理论知识
1
比例求和电路原理
比例求和电路基于电压与电流之间的线性关系，通过合理的配置电阻和电流源实现信号的比 例变换和求和运算。
2
比例求和电路公式
பைடு நூலகம்
比例求和电路的公式和计算方法将在本节详细介绍，将帮助您更好地理解电路的工作原理。
实验过程
实验器材
收集所需实验器材，包括电阻、电流源、示波器等。
实验步骤
根据电路图设计、元器件连接和电路调试进行实验。
2 实验中遇到的问题及解决方法
描述在实验中遇到的问题，并分享您是如何解决它们的。
3 实验中需要注意的事项
提醒实验者在进行比例求和运算电路实验时需要注意的事项和注意事项。
参考文献
相关电子技术实验教材
推荐一些关于比例求和电路的电子技术实验教 材，以供进一步学习和参考。
积分、微分、比例运算电路
模拟电路课程设计报告题目：积分、微分、比例运算电路一、设计任务与要求①设计一个可以同时实现积分、微分和比例功能的运算电路。
②用开关控制也可单独实现积分、微分或比例功能③用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V），为运算电路提供偏置电源。
此电路设计要求同时实现比例、积分、微分运算等功能。
即在一个电路中利用开关或其它方法实现这三个功能。
方案一：用三个Ua741分别实现积分、微分和比例功能，在另外加一个Ua741构成比例求和运算电路，由于要单独实现这三个功能，因此在积分、微分和比例运算电路中再加入三个开关控制三个电路的导通与截止，从而达到实验要求。
缺点：开关线路太多，易产生接触电阻，增大误差。
此运算电路结构复杂，所需元器件多，制作难度大，成本较高。
并且由于用同一个信号源且所用频率不一样，因此难以调节。
流程图如下：图1方案二:用一个Ua741和四个开关一起实现积分、微分和比例功能，并且能够单独实现积分、微分或比例功能。
优点：电路简单，所需成本较低。
电路图如下：积分运算电路 微分运算电路 比例运算电路 比例求和运算电路图2三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。
其流程图为：图3直流电源电路图如下：电源变压器整流电路滤波电路稳压电路V1220 Vrms 50 Hz0¡ã U11_AMP T17.321D21N4007D31N4007D41N4007C13.3mF C23.3mF C3220nFC4220nF C5470nFC6470nF C7220uFC8220uFU2LM7812CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEU3LM7912CTLINEVREGCOMMON VOLTAGE D51N4007D61N4007LED2LED1R11k¦¸R21k¦¸2345D11N40071516671417图4原理分析： (1)电源变压器：由于要产生±12V 的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压应大于24V,由现有的器材可选变压后副边电压为30V 的变压器。
积分电路和微分电路实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除积分电路和微分电路实验报告篇一：实验6积分与微分电路实验6积分与微分电路1.实验目的学习使用运放组成积分和微分电路。
2.实验仪器双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。
3.预习内容1）阅读op07的“数据手册”，了解op07的性能。
2）复习关于积分和微分电路的理论知识。
3)阅读本次实验的教材。
4.实验内容1）积分电路如图5.1。
在理想条件下，为零时，则dV(t)Vi(t)??co，当c两端的初始电压RdtVo(t)??1tVi(t)dtRc?o因此而得名为积分电路。
（1）取运放直流偏置为?12V，输入幅值Vi=-1V的阶跃电压，测量输出饱和电压和有效积分时间。
若输入为幅值Vi=-1V阶跃电压时，输出为Vo(t)??Vi1tVdt??t，(1)iRc?oRc这时输出电压将随时间增长而线性上升。
通常运放存在输入直流失调电压，图6.1所示电路运放直流开路，运放以开环放大倍数放大输入直流失调电压，往往使运放输出限幅，即输出电压接近直流电源电压，输出饱和，运放不能正常工作。
在op07的“数据手册”中，其输入直流失调电压的典型值为30μV；开环增益约为112db，即4×105。
据此可以估算，当Vi=0V时，Vo=30μV×4×105=12V。
电路实际输出接近直流偏置电压，已无法正常工作。
建议用以下方法。
按图6.1接好电路后，将直流信号源输出端与此同时Vi相接，调整直流信号源，使其输出为-1V，将输出Vo接示波器输入，用示波器可观察到积分电路输出饱和。
保持电路状态，关闭直流偏置电源，示波器x轴扫描速度置0.2sec/div，Y轴输入电压灵敏度置2V/div，将扫描线移至示波器屏的下方。
等待至电容上的电荷放尽。
当扫描光点在示波器屏的左下方时，即时打开直流偏置电源，示波器屏上积分电路的输出为线性上升的直线，大约1秒后，积分电路输出由线性上升的直线变为水平直线，即积分电路已饱和，立即按下示波器的“stop”键。
模电实验报告 比例求和运算及微积分电路
实验六 比例求和运算及微积分电路一、实验目的1、掌握集成运算放大器的特点，性能及使用方法。
2、掌握比例求和电路的测试及分析方法。
3、掌握各电路的功能工作原理和计算方法。
二、实验仪器 1、数字万用表 2、信号发生器 3、示波器4、交流毫伏表5、直流稳压电源 三、实验内容 1、电压跟随器验证电压跟随器的电压跟随特性。
（此电路经常用于多级放大器的第一级，起阻抗匹配作用）经测量Ui=Uo=14.142mV2、反相比例电路验证反相比例运算电路的输入与输出的关系为：i ifo U R R U -= 电路图如下：经验证Uo=10Ui=141.406mV3、同相比例放大器验证同相比例放大电路输入与输出之间的关系：Ui R Rf U o ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=11 电路图如下：测得Ui=14.142mV Uo=155.546mV Uo=101Ui4、反相求和电路验证反相求和电路的输入与输出之间的关系式：)2211(U Ui R Rf Ui R Rf o +-=电路图如下图所示：由图可知：Ui1=6.955mV, Ui2=2.303mV, Uo=92.564mV验证92.564mV = -【（R3/R4）6.955+（R3/R1）2.303】mV5、加减运算放大电路验证其输入输出之间的关系式：)12(1Ui Ui R RfUo -=电路图如下图所示：实验测得：Ui1=6.978mV Ui2=2.318mV Uo=46.655mV 可验证Uo=10(6.978-2.318)6、积分电路连接积分电路，检查无误之后接通12±V 直流电源。
①取Ui=-1V ，用示波器观察波形Uo ，并且测量运放输出电压的正向饱和电压值。
②取Ui=1V ，测量运放的负向饱和电压值③将电路中的积分电容改为0.1微法，Ui 分别输入1KHz 幅值为2V 的方波和正弦信号，观察Ui 和Uo 的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。
实验六比例运算电路解读
7 6 1 5 4
3
5 4
图6-1 反相比例运算电路
图6-2 同相比例运算电路
比例运算电路实验面板 RF =100kΩ R1 =10kΩ R2 =9.1k 集成运放 μA741 8引脚芯片 插座
+UCC
8 7 6 5
各引脚功能： ②脚——反相输入端 ⑥脚——输出端
IB1 ③脚——同相输入端 →
R B 2K
1
2
3
4
-UCC
图6-3μ A741引脚排列图
K1 R B 2K IB2 ⑦脚 —— 正电源端→ R 1 K2 51 Ω 负电源端 R2 ④脚 —— 51 Ω R3 ①脚、⑤脚——失调调零端 5.1K
①、⑤脚之间可接入一只几十KΩ 的电位器并将滑动触头接到负电源 端。 ⑧脚——空脚
四、实验内容
认清集成运放组件μ A741各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和
实测值
Uo Au Ui
RF Au R1
2、同相比例运算电路
按图6-2连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记入表6-2。 表6-2 U i（ V ） U 0 （ V） ui波形 t 实测值 uo波形 实测值 t Au 计算值
Uo Au Ui
计算值
RF Au 1 R1
五、实验总结 1、整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。 2、将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。 3、分析讨论实验中出现的现象和问题。 六、预习要求 见《电子技术实验指导书》P30。
实验六 比例运算电路
一、实验目的
研究由集成运算放大器组成的反相、同相比例运算电路的功能。 二、实验原理
见《电子技术实验指导书》P27。
实验6比例、求和运算电路
实验六比例、求和运算电路一．实验目的1. 用运算放大器等元件构成反相比例放大器,同相比例放大器,电压跟随器,反相求和电路及同相求和电路,通过实验测试和分析,进一步掌握它们的主要特点和性能及输出电压与输入电压的函数关系.二．实验设备名称数量型号1．DC信号源 1 块 -5V～+5V2．信号发生器 1台3．示波器 1台4．万用表1只5．电阻 11只 100Ω*1 2.4kΩ*110kΩ*4 20kΩ*2100kΩ*2 1MΩ*16．集成块芯片 1只 LM741*110. 短接桥和连接导线若干 P8-1和5014811. 实验用9孔插件方板 297mm×300mm三．实验内容与步骤每个比例,求和运算电路实验,都应先进行以下两项:1）按电路图接好线后,仔细检查,确保正确无误。
将各输入端接地，接通电源，用示波器观察是否出现自激振荡。
若有自激振荡，则需更换集成运放电路。
2）调零：各输入端仍接地，调节调零电位器，使输出电压为零（用数字电压表200mV档测量，输出电压绝对值不超过5mV）。
1. 反相比例放大器，实验电路如图8-1所示。
图8-1 反相比例放大器2）分析图8-1反相比例放大器的主要特点（包括反馈类型），求出表8-1中的理论估算值。
表8-12. 同相比例放大器，实验电路如图8-2所示。
1）分析图8-2同相比例放大器的主要特点（包括反馈类型），求出表8-2中各理论估算值，并定性说明输入电阻和电阻的大小。
图8-2 同相比例放大器表8-23. 电压跟随器，实验电路如图8-31）分析图8-3电路的特点，求出表8-3中各理论估算值。
图8-3 电压跟随器2）分别测出表8-3中各条件下的V o值。
表8-34. 反相求和电路，实验电路如图8-4 所示1）分析图8-4反相求和电路的特点，并估算：a. 按静态时运放两个输入端的外接电阻应对称的要求，R’的阻值应多大？b. 设输入信号V11=1V, V12=2V, V13=-1.5V, V14=-2V,试求出V o的理论估算值。
微分,积分,比例电路具体实例分析报告
微分，积分，比例电路的实例分析为验证等效的微分电路，选择一组元件参数，R1＝1k 、R2＝1k 、C1＝0.1uF 、C2＝0. 01uF ，τ1= 0.0001s, τ 2 = 0.00001s ，用信号发生器产生频率为100Hz ，占空比为1:1的周期方波信号，进行实验并且观察记录输入、输出波形。
经过计算此时满足的条件为：ω<<1/τ1=10KHz∣H(j ωφ（ω）≒90故此时的电路等效于微分电路。
输入输出波形如下：微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波，此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分，即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。
而对恒定部分则没有输出。
输出的尖脉冲波形的宽度与R*C 有关（即电路的时间常数），R*C 越小，尖脉冲波形越尖，反之则宽。
此电路的R*C 必须远远少于输入波形的宽度，否则就失去了波形变换的作用，变为一般的RC 耦合电路了，一般R*C 少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。
为验证等效积分电路，选择一组元件参数，如R1＝1k 、R2＝1k 、C1＝0.1uF 、C2＝0. 01uF ，τ1= 0.0001s, τ 2 = 0.00001s ，用信号发生器产生频率为50KHz ，占空比为1:1的周期方波信号，进行实验并且观察记录输入、输出波形。
经过计算此时满足的条件为：ω=314.16Krad/s>>1/τ2=100KHz∣H(j ω)∣≒1/(R1C2ωφ（ω）≒-90故此时的电路等效于微分电路。
输入输出波形如下：积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。
电路原理很简单，都是基于电容的冲放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。
为验证等效比例电路，选择一组元件参数，如R1＝1k、R2＝2k、C1＝0.1uF、C2＝0. 01uF，τ1= 0.0001s, τ 2 = 0.00002s，用信号发生器产生频率为1KHz，占空比为1:1的周期方波信号，进行实验并且观察记录输入、输出波形。
模电实验六 比例、求和运算电路实验
6 实验报告要求
准备报告： 写出电路的具体设计过程。 准备报告： 写出电路的具体设计过程。 总结报告： 总结报告： 根据实验结果，分析产生误差的原因。 根据实验结果，分析产生误差的原因。
实验八：比例、求和运算电路实验 实验八：比例、
1．实验目的 ．
掌握比例、求和电路的设计方法。通过实验， 掌握比例、求和电路的设计方法。通过实验，了解影 响比例、求和运算精度的因素，进一步熟悉电路的特 响比例、求和运算精度的因素， 点和功能。 点和功能。
2．实验题目 ．
（1）设计一个能实现下列运算关系的电路 设计一个能实现下列运算关系的电路： 设计一个能实现下列运算关系的电路 UO=10UI1－5UI2 － UI1=UI2=0.1～1V ～
V DD -12V V DD RF 40kO
4
2
U1 1 Uo
U i3
4
R32Βιβλιοθήκη 10kO 5 U i2 6
R2
3
6
20kO
7 1 5
741
U i1
R1 20kO 3 R4 40kO 12V 0 V CC V CC
比例求和设计电路
µΑ741器件的引脚排列和说明 器件的引脚排列和说明
• 引脚说明： 引脚说明： 2脚IN--：反相输入端 3脚IN+：同相输入端 6脚OUT：放大器输出端 4 脚 V-- ： 负电源入端 （ -12V ） 负电源入端（ 7脚V+：正电源入（+12V） 正电源入（
4．实验内容及要求
根据设计题目要求，选定电路， ① 根据设计题目要求，选定电路，确定集成 运算放大器型号， 运算放大器型号，并进行参数设计 ② 按照设计方案组装电路 在设计题目所给输入信号范围内， ③ 在设计题目所给输入信号范围内，任选几 组信号输入， 组信号输入，测出相应输出电压 uo，将的 ， 实测值与理论值作比较，计算误差。 实测值与理论值作比较，计算误差。 注意：输入信号可以选用直流信号。 注意：输入信号可以选用直流信号。
实验七-比例求和运算及微分运算电路
实验七比例求和运算及微分运算电路一.实验目的1.掌握集成运算放大器的特点，性能及使用方法。
2.掌握比例求和电路，微积分电路的测试和分析方法。
3.掌握各电路的工作原理和理论计算方法。
二.实验仪器1.GOS-620模拟示波器2.GFG-8250A信号发生器3.台式三位半数字万用表4.指针式交流毫伏表5.SPD3303C直流电源三.实验内容及步骤1.搭接电压跟随器并验证其跟随特性，测量2-3组数据进行验证。
Ui(V) 6.0mV 7.0mV 8.0mV Uo(V) 6.0mV 7.0mV 8.0mV2.测量反向比例电路的比例系数，测量其计算值与理论值进行比较理论值：Uo=-(R F/Ri)*Ui,ui=7mV,uo=-70mV实际值： uo=7mV,ui=69mV3.测量同相比例放大器的比例系数及上限截止频率理论值:uo=-(1+RF/Ri)*ui,ui=6.9mV,uo=75.9mV实际值:ui=6.9mV,uo=76mV4.测量反相求和电路的求和特性，注意多路输入信号可通过电阻分压法获取仿真值如下图所示，Ui1=3.185mV,Ui2=1.706mV,Uo=48.899mV,满足输入与输出运算关系:Uo=-［(RF /R1)*Ui1+( RF /R2)*Ui2］5.验证双端输入求和的运算关系6.积分电路如图所示连接积分运算电路，检查无误后接通±12V直流电源①取ui=-1V,用示波器观察波形uo,并测量运放输出电压值的正向饱和电压值正向饱和电压值为11V②取ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。
注意±1V的信号源可用1Hz交流信号代替反向饱和电压值为-11V③将电路中的积分电容改为0.1uF，ui分别输入1kHz幅值为2V的方波和正弦波信号，观察ui和uo的大小及相位关系并记录波形，计算电路的有效积分时间。
Ui=1.414V,Uo=222.157mVUi=2V,Uo=288.8mV④改变电路的输入信号的频率，观察ui和uo的相位，幅值关系。
ID课程设计--积分、微分、比例运算电路
模拟电路课程设计报告设计课题：积分、微分、比例运算电路专业班级：电信（本）学生姓名：XXX学号：080802070指导教师：曾祥华设计时间： 2009.1.13积分、微分、比例运算电路一、设计任务与要求1．设计一个可以同时实现积分、微分和比例功能的运算电路。
；2．用开关控制也可单独实现积分、微分或比例功能；3．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证要能实现积分、微分和比例功能，必须要有比例、积分和微分三个单独的实现电路组成。
方案一原理图：方案二原理图：选择方案二的理由：方案一电路过于繁杂，器件用量多，花费大，焊接量多，而方案二电路克服了上述缺点，故选用方案二。
三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）（1）原理：直流源的制作由四部分组成：电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路。
变压器部分通过变压器降压使得进入整流的电压减小；整流道路部分利用二极管的单向导电性实现交流电压到直流电压的转变，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压；滤波部分采用大电容，利用电容的充放电作用使输出电压趋于平滑；稳压通过稳压管的稳压作用使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响。
其流程图为：（2）参数设计：直流电源：1）由于要产生±12V的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压u2应大于24V，由现有的器材可选变压后副边电压u2为30V的变压器。
2）整流输出电压的平均值：。
3）设变压器副边线圈的输出电压为，在vi 的正半周，vL =v2 ，所以。
4）在选择整流二极管时，主要考虑两个参数，即最大整流电流和反向击穿电压。
每个二极管的平均电流为且。
5）滤波电路需采用大电容来实现充放电，故选C1=C2=3300UF,C3与C4用于消除自激振荡，选小电容0.1UF,C5与C6用于消除高频信号带来的噪音，令C5=C6=220UF。
实验6 比例求和运算电路
传输函数为：Vo = R3
Vi 2 R1
−
Vi 1 R2
= 10(Vi2 − Vi1)
直流测量数据记录如下： Vi1(V) Vi2(V) Vo(V) 1 0.5 -4.68 2 1.8 -1.896 0.2 -0.2 -3.776
交流测量波形如下：
R3 R2
Vi = −10Vi
100
300
1000
3000
输出
理论估算
-300mv
-1V
-3V
-10V
-30V -10V 超范围
电压 V0 实测值 误差
-296.7mv -0.957V -2.839V -9.430V 3.3mv 43mv 161mv 570mv
由于运放存在线性工作区和非线性工作区，输入 3V 时超出了线性工 作区。 交流测量如下： （分别按表中的数据作为输入波形的幅值，测得输出 波形的幅值） Vi Vo 30mv 0.28V 100mv 1V 300mv 2.85V 1000mv 10V
交流测量数据记录： （分别按表中的数据作为输入波形的幅值，测得
输出波形的幅值） Vi(V) Vo(V) 2 2V 0.5 0.49V 0 0V 1 0.98V
波形如下：为跟随特性。
2、反相比例放大器 实验电路如下：
反比例放大器的传输函数：Vo = − （1） 数据记录如下： 直流输入电压(mV) 30
3、同相比例放大器 电路如下：
电路传输函数：Vo = 1 +
R3 R2
Vi = 11Vi
（1）实验测量并记录 直流输入电压(mV) 输出 理论估算 30 330mv 316.9mv 13.1mv 100 1.1V 1.082V 18mv 300 3.3V 3.28V 20mv 1000 11V 10.98V 20mv
比例、求和、 积分、微分电路
深圳大学实验报告课程名称：电路与电子学实验项目名称：比例、求和、积分、微分电路学院：专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务处制一、实验目的1、掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能；2、掌握用运算放大器组成积分微分电路；3、学会上述电路的测试和分析方法二、实验环境1、数字万用表2、双踪示波器3、信号发生器三、实验内容与步骤：1.电压跟随电路实验电路图如下，按表1内容实验并测量记录。
V i(V) -2 -0.5 0 +0.5 1R L=∞V0(V)R L=5.1KΩ2.反相比例放大器实验电路如图，U0=-R F*U i/R1,按表2内容实验并测量记录。
表23.同相比例放大电路实验电路如下所示，U 0=(1+R F /R 1)U i ,按表3实验测量并记录。
直流输入电压V i (mV)30 100 300 1000 3000 输出电压V 0理论估算(V)实际值(V) 误差（mV ）4.反相求和放大电路直流输入电压V i (mV)30 100 300 1000 3000 输出电压V 0理论估算(V)实际值（V ）误差(mV)实验电路如图，U0=-RF(Ui1/R1+Ui2/R2),按表4内容进行实验测量。
Vi1(V) 0.3 -0.3Vi2(V) 0.2 0.2V0(V)V0估(V)表4四、实验结果与数据分析：五、实验体会及自我评价：六、诚信承诺：本人郑重承诺在完成该项目的过程中不发生任何不诚信现象，一切不诚信所导致的后果均由本人承担。
签名：2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
基本运算电路比例积分微分
第一节基本运算电路一、比例运算电路比例运算电路有反相输入、同相输入和差动输入三种基本形式。
1．反相比例运算电路·平衡电阻――使两个差分对管基极对地的电阻一致，故R2的阻值为R 2＝R1//RF反相比例运算电路·虚地概念运放的反相输入端电位约等于零，如同接地一样。
“虚地”是反相比例运算电路的一个重要特点。
可求得反相比例运算放大电路的输出电压与输入电压的关系为反相比例运算电路的输入电阻：由于反相输入端为“虚地”，显然电路的输入电阻为 Ri ＝R1。
反相比例运算电路有如下几个特点：①输出电压与输入电压反相，且与RF 与R1的比值成正比，与运放内部各项参数无关。
当R F ＝R1时，uO＝－uI，称为反相器。
②输入电阻Ri＝R1，只决定于R1，一般情况下反相比例运算电路的输入电阻比较低。
③由于同相输入端接地，反相输入端为“虚地”，因此反相比例运算电路没有共模输入信号，故对运放的共模抑制比要求相对比较低。
2．同相比例运算电路利用“虚短”和“虚断”，可得输出电压与输入电压的关系为同相比例运算电路有如下几个特点：①输出电压与输入电压同相，且与RF 与R1的比值成正比，电压放大倍数当R f ＝∞或R1＝0时，则uO＝uI。
这种电路的输出电压与输入电压幅度相等、相位相同，称为电压跟随器，又称为同相跟随器。
②同相比例运算电路的输入电阻很高。
由于电路存在很深的负反馈实际的输入电阻要比Rid高很多倍。
③同相比例运算电路由于u＋＝u－而u＋＝uI，因此同相比例运算电路输入端本身加有共模输入电压uIC ＝uI。
故对运放的共模抑制比相对要求高。
无论是反相比例运算电路还是同相比例运算电路由于引入的是电压负反馈（详细分析见第七章），所以输出电阻Ro很低。
3．差分比例运算电路利用“虚短”和“虚断”，即i＋＝i－＝0、u＋＝u－，应用叠加定理可求得当满足条件R1＝R2、RF＝R3时，电路的输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了差分比例运算。
电子技术实验课件-比例求和运算电路
02
实验原理
比例运算电路
01
02
03
比例运算电路
通过改变输入信号的幅度， 以一定的比例输出信号的 电路。
放大器
实现比例运算的电子器件， 通过改变输入信号的电压 或电流，以一定的比例放 大或缩小输出信号。
应用前景
比例求和运算电路在物联网、智能家居、医疗电子等领域具有广泛的应用前景。随着人工智能和机器 学习技术的不断发展，比例求和运算电路在信号处理和模式识别等领域的应用也将得到进一步拓展。
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缺点
由于电路中存在模拟元件，其性能会受到温度、湿度等因素的影响，导致电路性 能不稳定。此外，电路的精度和线性度也受到元件参数分散性的影响，需要进行 精确的调整和校准。
展望比例求和运算电路未来的发展趋势和应用前景
发展趋势
随着电子技术的不断进步和应用需求的不断提高，比例求和运算电路将朝着高精度、高稳定性、智能 化等方向发展。新型的集成电路技术和数字化控制技术将为比例求和运算电路的发展提供有力支持。
合理的电路布局可以减小电路 的不对称性，从而减小误差。
提高测量设备精度
采用高精度的测量设备，可以 更准确地测量电路元件的参数
和电路的输出结果。
05
实验总结与展望
总结实验收获与不足
总结实验收获
通过本次实验，我们深入了解了比例求和运算电路的工作原理和实现方式，掌 握了电路的设计和搭建技巧，增强了动手实践能力和解决问题的能力。
搭建比例求和运算电路
根据实验要求，将各个元件按照正确的顺序连接起来，构成比例求和运算电路。 注意检查连接是否正确，确保没有短路或断路现象。
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实验六 比例求和运算及微积分电路
实验内容及步骤
1 ．搭接电压跟随器并验证其跟随特性。
仿真图如上
输出输入波形重合,其跟随特性得以验证. 实测数据显示Uo=Ui,验证运放性能良好。
2 ．测量反相比例电路的比例系数。
由图：为反相比例放大，输入电压为10mv，输出电压为100mv，且输出波形与输入波形反相，放大倍数10。
理论值：Uo=-Rf/Ri*Ui=-10Ui，反相比例系数为-10.
实测数据如下：
分析，Uo与Ui反相，反相比例电路的比例系数为-10.
3 ．测量同相比例放大器的比例系数及上限截止频率。
仿真图如下：
输入输出波形如下
由图：Ui=10mv,Uo=100mv,且输入输出同相，放大系数约为10倍。
实测数据如下：
所以实际放大倍数约为11，与理论值接近。
测量截止频率：首先将函数发生器的输入电压幅值调为20mv，此时观察示波器输出约为0.22v，然后调节函数发生器的调频旋钮，随着频率增大，当Uo=0.22*0.707=0.15554v时，对应电压即为上限截止频率，fh=94.78khz.
4 ．测量反相求和电路的求和特性。
分析：输入Ui1=20mv，Ui2=10mv，输出Uo=2.5v，且输出与输入反相。
理论值：Uo=-（R3/R2*Ui1+R3/R1*Ui2)=-(10*Ui1+10*Ui2)
5 ．验证双端输入求和电路的运算关系。
输入输出波形：
输入电压Ui2为20mv，Ui1为10mv，输出Uo为100mv。
理论值：Uo=Rf/R1(Ui2-Ui1)=10(Ui2-Ui1)
∵实验值Uo与理论值Uo接近，∴双端输入求和电路的运算关系为Uo=Rf/R1(Ui2-Ui1)
6 ．积分电路
按照图7-8（a ）连接积分电路，检查无误后接通±12V 直流电源。
①取ui = -1V ，用示波器观察波形uo ，并测量运放输出电压的正向饱和电压值。
④改变电路的输入信号的频率，观察 ui 和uo 的相位，幅值关系。
仿真如下：①取ui = -1V ，
100kΩKey=A
50%
由上图读出运放输出电压的正向饱和电压值为 5v ，此时滑变为50k.. ②取ui = 1V ，测量运放的负向饱和电压值。
读出Ui=1v,Uo=-5V,
③将电路中的积分电容改为0.1μF，ui 分别输入1kHz幅值为2V的方波和正弦信号观察ui 和uo 的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。
当输入正弦信号时，输入输出波形如下：
可看出输入正弦波，经过积分后变成余弦波。
当ui 输入1kHz幅值为2V的方波如下，输出为三角波。
输入方波为2v，输出三角波为0.5v，有效积分时间为1ms.
④改变电路的输入信号的频率，观察ui 和uo 的相位，幅值关系。
7 ．微分电路
实验电路如图7-8（b ）所示。
①输入正弦波信号，f =500Hz ，有效值为1V，用示波器观察ui 和uo 的波形并测
量输出电压值。
输入正弦波为1v，输出电压值为3.2v。
②改变正弦波频率（20Hz -- 40Hz），观察ui 和uo 的相位、幅值变化情况并记录。
f=25HZ时，Uo 的幅值为0.2v，Ui与Uo的相位差为90°。
改变正弦波频率，Uo幅值变小了，Ui与Uo的相位差也变小了。
③输入方波，f = 200Hz，U = ±5V，用示波器观察uo 波形。
并重复上述实验。
实验测的输出尖顶波波形幅值为10.2v，滑动变阻器为11KΩ。
改变频率，幅值会变大。
④输入三角波，f = 200Hz，U = ±2V，用示波器观察uo 波形。
重复上述实验。
由图：输入三角波±2v，输出方波为1.8v。
实验测得Uo为1.9v，滑动变阻器为130Ω。
改变频率，会使输出波形幅值变小。
8 ．积分—微分电路
①输入f = 200Hz，U =±6V的方波信号，用示波器观察u i和u o的波形并记录。
分析：输入电压幅值为6v，输出电压幅值也约为6v。
输入方波，经过积分—微分电路，理论上输出波形应该是方波，可仿真结果并不是方波。
②将f改为500Hz，重复上述实验。
分析：输出电压幅值变小了。