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miniU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。输入电压iU经电阻R1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R2接地。输出电压OU经RF接回到反相输入端。通常有：R2=R1//RF由于虚断，有I+=0，则u+=-I+R2=0。又因虚短，可得：u-=u+=0由于I-=0，则有i1=if，可得：Fo1iRuuRuu由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为：1iiif1FioufRiuRRRuuA反相比例运算电路的输出电阻为：Rof=0输入电阻为：Rif=R1b．同相比例运算输入电压iU接至同相输入端，输出电压OU通过电阻RF仍接到反相输入端。R2的阻值应为R2=R1//RF。根据虚短和虚断的特点，可知I-=I+=0,则有oFuRRRu11且u-=u+=ui，可得：ioFuuRRR11同相比例运算电路输入电阻为：iiifiuR输出电阻：Rof=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。（二）求和运算电路1．反相求和根据“虚短”、“虚断”的概念当R1=R2=R，则12()FoiiRuuuR四、实验内容及步骤1、.电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电压跟随器表1：电压跟随器直流输入电压Vi（v）-2-0.500.51输出电压Vo(v)Rl=∽Rl=5.1k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）直流输入电压输入Vi（mv）3010030010003000输出电压Vo(v)理论值实测值误差（2）、按表3进行实验测量并记录。表三：反相比例放大电路（2）测试条件被测量理论估算值实测值RL开路，直流输入信号Vi由0变为800mVΔV0ΔVABΔVR2ΔVR1Vi=800mV，RL由开路变为5.1KΔV0L其中RL接于VO与地之间。表中各项测量值均为Ui=0及Ui=800mV时所得该项量值之差。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）表5：同相比例放大电路（2）测试条件被测量理论估算值实测值RL无穷，直流输入信号Vi由0变为800mVΔV0ΔVABΔVR2ΔVR1Vi=800mV，RL由开路变为5.1KΔV0L以上验证电路的输入端特性，即虚断与虚短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：实验结果如下：直流输入电压Vi1（V）0.3v-0.3直流输入电压Vi2（V）0.2v0.2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：直流输入电压Ui（mV）3010030010003000输出电压Uo（mV）理论估算（mV）实测值误差实验结果：直流输入电压Vi1（V）1v2v0.2v直流输入电压Vi2（V）0.5v1.8v-0.2v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。