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测控电路基础A验证实验部分2013年1验证实验四运算放大电路同相、反相及加减法电路实验一、实验目的（1）掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等模拟运算电路功能。（2）熟悉运算放大器在模拟运算中的应用。二、主要设备及器件函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、实验电路板。三、实验原理1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i1foURRU-=为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R´=R1||Rf。实验中采用10kΩ和100kΩ两个电阻并联。图1反相比例运算电路2、同相比例运算电路图2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i1fo)1(URRU+=当R1→∞时，Uo=Ui，即为电压跟随器。图2同相比例运算电路3、反相加法电路反相加法电路电路如图3所示，输出电压与输入电压之间的关系为)+(=B2fA1foURRURRU-R´=R1||R2||Rf图3反相加法电路测控电路基础A验证实验部分2013年24、同相加法电路同相加法电路电路如图4所示，输出电压与输入电压之间的关系为：)+++(+=B211A2123f3oURRRURRRRRRU图4同相加法电路5、减法运算电路（差动放大器）减法运算电路如图5所示，输出电压与输入电压之间的关系为：ffoAB1121()()RRRUUURRRR-+当R1=R2，R´=Rf时，图5电路为差动放大器，输出电压为：)(=AB1foUURRU-图5减法运算电路四、实验内容注意正、负电源的接法，并切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。信号输入时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端。1、反相比例运算电路测量（验证性实验）如图1所示连接实验电路，检查连线正确无误后方可接通电源。分别输入f=1kHz、Ui=50mV、100mV、150mV（有效值）的正弦波信号，用示波器测量Ui、Uo值，用示波器观察并记录其中一组Ui和Uo的波形，记入表1。表1反相比例运算电路测量数据记录f=1kHzUi/mVUo/mVUop-p/mVAuui、uo波形测量值理论计算值uituot50100150Au测量平均值相对误差测控电路基础A验证实验部分2013年32、同相比例运算电路测量（验证性实验）按图2连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表2。表2同相比例运算电路测量数据记录f=1kHzUi/mVUo/mVUop-p/mVAuui、uo波形测量值理论计算值uituot50100150Au测量平均值相对误差3、反相加法运算电路测量（验证性实验）按图3正确连接实验电路。输入信号采用图6所示电路获得的交流信号源UA、UB。注意实验中必须使|UA+UB|1V（UA、UB可为不同数值，不同极性）。用示波器测量输入电压UA、UB及输出电压Uo，记入表3，注意输出与输入电压波形的相位关系。表3反相加法运算电路测量数据记录4、减法运算电路测量（验证性实验）按图5正确连接实验电路。采用直流输入信号，要求同实验内容3，记入表4。表4减法运算电路测量数据记录五、实验报告1、画出实验电路图，整理实验数据及波形图。2、如果实验结果与理论值有较大偏差，试分析其可能的原因。六、思考题实际测量值理论计算值相对误差γUA/VUB/VUo/VUo/V实际测量值理论计算值相对误差γUA/VUB/VUo/VUo/V测控电路基础A验证实验部分2013年41、在集成运算放大器线性应用电路实验中，要求Ui或|UA+UB|1V，为什么？