实验报告：算术运算电路

四川大学电气信息学院

电气工程及其自动化网络专升本

实验报告

实验课程：电工电子综合实践

实验名称：算术运算电路

班级：05秋电气工程及其自动化姓名：

学号： VH1052U2003 日期： 2007-9-4

实验内容：

一、实验目的

1、了解集成运算放大器开环放大倍数Av和最大输出电压

Vomax的测试方法。

2、掌握比例运算、加法运算、减法运算、积分运算电路的调整，

微分电路的连接与测试。

3、了解集成运算放大器非线性应用的特点。

二、实验器材

1、实物实验器材

（1）、HY177-30S双路可跟踪直流稳压电源1台

（2）、AFG310函数发生器1台

（3）、FLUKE45数字万用表1台

（4）TDS210数字式双踪示波器1台

2、虚拟实验器材

（1）、操作系统为Windows95/98/ME的计算机1台

（2）、Electronics Workbench Multisim 2001电子线路仿真软件1套

三、实验原理

线性集成运算放大器在线性区工作时，是一种具有高放大倍数的放大器，加上负反馈网络，就可完成各种线性应用，其中运算放大器可以实现多种数学运算，其基本运算有比例、加法、减法、积分、微分等。

线性集成放大器在开环或引入正反馈的情况下，当其两个差动输入端之间存在着微小的失调电压时，放大器就处于正饱和或负饱和状态（即工作于非线性区），利用这种工作方式可以实现非线性应用，如信号比较器-采样保持电路等。

衡量线性集成放大器的性能指标很多，其中开环放大倍数Av反映了该器件在输出开路的条件下，输出电压对差模电压的放大能力。最大输出电压Vomax则反映输出电压与输入电压的线性应用范围，超过此界限则进入非线性区。

四、虚拟仿真实验内容及步骤

1、反相比例运算放大电路测试

按图连接电路，以直流电压源Vi作为输入信号，首先双击电压源，将电压源设定为0伏，点击电路窗口右上角的0-1开关或按F5键运行电路，读出端电压表的值，填入表7-1中。然后按表7-1依次改变直流电压源Vi的值，并将输出电压依次填入表7-1中。

表7-1反相比例运算放大电路测试

输入信号输出信号计算值

Vi ( V ) Vo ( V ) Av=Vo/Vi

0 0

0.5 -1.600 -3.2

0.8 -2.560 -3.2

1 -3.200 -3.2

2、同相比例运算放大电路测试

按图连接电路，以直流电压源Vi作为输入信号，首先双击电压源，将电压源设定为0伏，点击电路窗口右上角的0-1开关或按F5键运行电路，读出端电压表的值，填入表7-2中。然后按表7-2依次改变直流电压源Vi的值，并将输出电压依次填入表7-2中。

表7-2同相比例运算放大电路测试

输入信号输出信号计算值

Vi ( V ) Vo ( V ) Av=Vo/Vi

0 0

0.5 2.100 4.2

0.8 3.360 4.2

1 4.200 4.2

3、加法运算电路

按图连接电路，使用两个直流电压源分别作为输入信号Vi1和Vi2，依次首先双击电压源，将电压源设定为1伏，点击电路窗

口右上角的0-1开关或按F5键运行电路，读出端电压表的值，填入表7-3中。然后按表7-3依次改变直流电压源Vi1和Vi2的值，并将输出电压依次填入表7-3中。

表7-3加法运算电路

输入信号输入信号输出信号

Vi 1 ( V ) Vi 2 ( V ) Vo ( V )

1 1 -2

2 1 -3

1 2 -3

4、减法运算电路

按图连接电路，使用两个直流电压源分别作为输入信号Vi1和Vi2，依次首先双击电压源，将电压源设定为1伏，点击电路窗口右上角的0-1开关或按F5键运行电路，读出端电压表的值，填入表7-4中。然后按表7-4依次改变直流电压源Vi1和Vi2的值，并将输出电压依次填入表7-4中。

表7-4减法运算电路

输入信号输入信号输出信号

Vi 1 ( V ) Vi 2 ( V ) Vo ( V )

1 1 0.05

2 1 -1

1 2 1

5、积分运算电路

按图连接电路，使函数发生器XFG1输出幅度为1V，2KHz的方波信号，使用示波器XSC1观察输入与输出的波形，将波形图画入表7-5中。

1

2

3

U1

OPA MP_3T_VIRTUA L

R1

51kohm

R2

51kohm

R3

100kohm

C1

4.7nF

XFG1

A

B

T

G

XSC1

表7-5积分运算电路

输入波形

输出波形

6、微分运算电路

按图连接电路，使函数发生器XFG1输出幅度为1V ，2KHz 的方波信号，使用示波器XSC1观察输入与输出的波形，将波形图画入表7-6中。

1

2

3

U1

OPA MP_3T_VIRTUA L

R1

51kohm

R2

33kohm

R3

51kohm

C1

470pF

XFG1

A

B

T

G XSC1

表7-6微分运算电路

输入波形

输出波形

五、实物实验内容及步骤 1． 实验电路板分为五部分。

2． 线性集成放大器开环放大倍数Av 和最大输出电压Vomax

的测试。