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第二章 运算方法与运算器 part2

模电实验报告集成运算放大器

实验六 集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路 一、 实验目的 1、 研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法等基本运算电路的功能 2、 了解运算放大器在实际应用时应考虑的有些问题 二、 实验仪器 1、 双踪示波器; 2、数字万用表; 3、信号发生器 三、 实验原理 在线性应用方面,可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。 1) 反相比例运算电路 电路如图6-1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 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 // 。 图6-1 反相比例运算电路 2) 反相加法电路 电路如图6-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为: // // 图6-2 反相加法运算电路 Ui1 Ui2

3) 同相比例运算电路 图6-3(a )是同相比例运算电路。 (a )同乡比例运算 (b )电压跟随器 图6-3 同相比例运算电路 它的输出电压与输入电压之间关系为: // 当即得到如图6-3所示的电压跟随器。图中,用以减小漂 移和起保护作用。一般取10K Ω, 太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。 4) 差动放大电路(减法器) 对于图6-4所示的减法运算电路,当 Uo Uo

图6-4 减法运算电路 5) 积分运算电路 图6-5 积分运算电路 反相积分电路如图6-5所示,在理想化条件下,输出电压 等于 式中是t=0时刻电容C 两端的电压值,即初始值。 如果 E 的阶跃电压,并设 =0,则 Uo Ui2Ui1 Uo Ui

此时显然RC 的数值越大,达到给定的值所需的时间就越长,改变R 或C 的值 积分波形也不同。一般方波变换为三角波,正弦波移相。 6) 微分运算电路 微分电路的输出电压正比与输入电压对时间的微分,一般表达式为: 利用为自焚电路可实现对波形的变换,矩形波变换为尖脉冲。 图6-6 微分运算电路 四、 实验内容及实验数据 实验时切忌将输出端短路,否则将会损坏集成块。输入信号时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端,另外做实验前先对运放调零,若失调电压对输出影响不大,可以不用调零,以后不再说明调零情况。 1、 方向比例运算电路 1) 按图6-1正确连线。 2) 输入f=100HZ ,=0.5V (峰峰值)的正弦交流信号,打开直流开关,用毫伏表测量 值,并用示波器观察的相位关系,记入表6-1。 表6-1 (峰峰值),f=100HZ Uo Ui

运算方法和运算器习题参考答案

1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示(用8位二进制数)。其中MSB是最高位(又是符号位)LSB是最低位。如果是小数,小数点在MSB之后;如果是整数,小数点在LSB之后。 (1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1 解:(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数: (-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011×2-110)2=(-0.100011)2 令x=-0.100011B ∴ [x]原=1.1000110 (注意位数为8位) [x]反=1.0111001 [x]补=1.0111010 [x]移=0.0111010 (2) 先把十进制数23/128写成二进制小数: (23/128)10=(10111/)2=(10111×2-111)2=(0.0001011)2 令x=0.0001011B ∴ [x]原=0.0001011 [x]反=0.0001011 [x]补=0.0001011 [x]移=1.0001011 (3) 先把十进制数-127写成二进制小数: (-127)10=(-1111111)2 令x= -1111111B ∴ [x]原=1.1111111 [x]反=1.0000000 [x]补=1.0000001 [x]移=1.0000001 (4) 令x=-1.000000B ∴ 原码、反码无法表示 [x]补=1.0000000 [x]移=0.0000000 (5) 令Y=-1=-0000001B ∴ [Y]原= [Y]反= [Y]补= [Y]移=01111111 2. 设[X]补= a0,a1,a2…a6 , 其中a i取0或1,若要x>-0.5,求a0,a1,a2,…,a6的取值。 解:a0= 1,a1= 0, a2,…,a6=1…1。 3. 有一个字长为32位的浮点数,阶码10位(包括1位阶符),用移码表示;尾数22位(包括1位尾符)用补码表示,基数R=2。请写出: (1) 最大数的二进制表示; (2) 最小数的二进制表示; (3) 规格化数所能表示的数的范围; (4) 最接近于零的正规格化数与负规格化数。 解:(1)11 0111111 (2)11 0000000

模电训练题及答案第二章

【1】电路如图(a)所示。设为A理想的运算放大器,稳压管DZ的稳定电压等于5V。 (1)若输入信号的波形如图(b)所示,试画出输出电压的波形。 (2)试说明本电路中稳压管的作用。 图(a) 图(b) 【相关知识】 反相输入比例器、稳压管、运放。 【解题思路】 (1)当稳压管截止时,电路为反相比例器。 (2)当稳压管导通后,输出电压被限制在稳压管的稳定电压。 【解题过程】 (1)当时,稳压管截止,电路的电压增益 故输出电压 当时,稳压管导通,电路的输出电压被限制在,即 。根据以上分析,可画出的波形如图(c)所示。

图(c) (2)由以上的分析可知,当输入信号较小时,电路能线性放大;当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。 【2】在图(a)示电路中,已知, ,,设A为理想运算放大器,其输出电压最大值为,试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。反馈类型? 图(a) 【相关知识】 反相输入比例器。 【解题思路】 当时电路工作闭环状态;当时电路工作开环状态。 【解题过程】 (1)当的滑动端上移到最上端时,电路为典型的反相输入比例放大电路。输出电压

(2)当的滑动端处在中间位置时,画出输出端等效电路及电流的参考 方向如图(b)所示。图中。 图(b) 由图可知 以上各式联立求解得 代入有关数据得 (3)当的滑动端处于最下端时,电路因负反馈消失而工作在开环状态。此时,反相输入端电位高于同相输入端电位,运放处于负饱和状态。输出电压。 【3】电压-电流转换电路如图所示,已知集成运放为理想运放,R2=R3=R4=R7=R,R5=2R。求解i L与u I之间的函数关系。

模电-模拟运算电路实验

实验五 模拟运算电路 一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性 在大多数情况下,将运放视为理想运放,就是将运放的各项技术指标理想化,满足下列条件的运算放大器称为理想运放。 开环电压增益 A ud =∞ 输入阻抗 r i =∞ 输出阻抗 r o =0 带宽 f BW =∞ 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性: (1)输出电压U O 与输入电压之间满足关系式 U O =A ud (U +-U -) 由于A ud =∞,而U O 为有限值,因此,U +-U -≈0。即U +≈U -,称为“虚短”。 (2)由于r i =∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB =0,称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图5-1所示。对于理想运放, 该电路的输出电压与输入电压之间的 i F O U R U -=

关系为 为了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 2=R 1 // R F 。 图5-1 反相比例运算电路 图5-2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图5-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3=R 1 / R 2 / R F 3) 同相比例运算电路 图5-3(a)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 i 1 F O )U R R (1U + = R 2=R 1 / R F 当R 1→∞时,U O =U i ,即得到如图5-3(b)所示的电压跟随器。图中R 2=R F ,用以减小漂移和起保护作用。一般R F 取10KΩ, R F 太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。 (a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器 图5-3 同相比例运算电路 4) 差动放大电路(减法器)

计算机组成原理第3章 运算器和运算方法

第三章运算方法和运算器3.1补码的移位运算 1、左移运算:各位依次左移,末位补0 对于算术左移,若没有改变符号位,左移相当于乘以2。 2、右移运算: 算术右移:符号位不变,各位(包括符号位)依次右移。(相当于除以2)逻辑右移:最高位补0,其余各位依次右移 例1:已知X=0.1011 ,Y=-0.0101 求 [0.5X]补;[0.25X]补; [-X]补;2[-X]补;[0.5Y]补;[0.25Y]补; [-Y]补;2[-Y]补[X]补=0.1011 [Y]补=1.1011 [0.5X]补=0.01011 [0.5Y]补=1.11011 [0.25X]补=0.001011 [0.25Y]补=1.111011 [-X]补=1.0101 [-Y]补=0.0101 2[-X]补=0.1010 (溢出) 2[-Y]补=0.1010 3.2定点加减法运算及其实现 3.2.1 补码加减法运算方法 由于计算机中的进行定点数的加减运算大都是采用补码。 (1)公式: [X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补+[-Y]补(证明过程见教材P38) 例1 X=0.001010 Y=-0.100011 求[X-Y]补,[X+Y]补 解:[X]补=0.001010 [-Y]补=0.100011 则 [X-Y]补=[X]补+[-Y]补=0.001010 + 0.100011=0.101101 [X]补=0.001010 [Y]补=1.011101 则 [X+Y]补=[X]补+[Y]补=0.001010 + 1.011101=1.100111 例2:已知X=+0.25,Y=-0.625,求X+Y; X-Y写出计算的过程. 例3:已知X=25,Y=-9,求X+Y; X-Y写出计算的过程. 例4:已知X=-25,Y=-9,求X+Y; X-Y写出计算的过程.

计算机组成原理第三章运算方法与运算器(含答案)

第三章运算方法与运算器 3.1定点数运算及溢出检测随堂测验 1、定点运算器可直接进行的运算是() (单选) A、十进制数加法运算 B、定点数运算 C、浮点数运算 D、定点数和浮点数运算 2、设计计算机字长为8位,两个十进制数X = -97 ,Y = 63, [x]补- [y]补的结果为()(单选) A、01100000 B、11011110 C、负溢出 D、正溢出 3、下列关于定点运算溢出的描述中,正确的是( ) (多选) A、补码数据表时,同号数相加可能发生溢出 B、补码数据表时,异号数相减可能发生溢出 C、参加运算的两个数,当作为有符号数和无符号数进行加法运算时,不可能两者都溢出 D、溢出检测既可用硬件实现,也可用软件实现 4、设X为被加(减)数,Y为加(减)数,S为运算结果,均采用补码数据表示,下列关于溢出电路设计的描述中,正确的是()(多选) A、采用单符号位时,直接用X、Y和S的符号位就可设计溢出监测电路 B、采用双符号位时,可直接用S的双符号位设计溢出检测电路 C、采用单符号位时,可直接用X、Y最高有效数据位运算后的进位位和S的进位设计溢出监测电路 D、对无符号数的加/减运算,可利用运算器的进位信号设计溢出检测电路 3.2 定点数补码加、减运算器设计随堂测验 1、如图所示为基于FA的运算器:为了利用一位全加器FA并配合使用控制信号P,当P= 0/1时实现A、B两个数的加法/减法运算,图中空白方框处电路的逻辑功能应该是()(单选)

A、与门 B、或门 C、异或门 D、非门 2、如图所示为带溢出检测功能的运算器该电路完成的溢出检测功能是()(多选)

运算方法和运算器

第二章运算方法与运算器 2.1.1 数值数据在机内的表示 在选择计算机的数值数的表示方式时,需要考虑以下几个因素:(1)要表示的数的类型(小数、整数、实数和复数);(2)可能遇到的数值范围;(3)数值精确度;(4)数据存储和处理所需要的硬件代价。 2.1.1.1 定点数与浮点数 计算机处理的数值数据多数带有小数,小数点在计算机中通常有两种表示方法,一种是约定所有数值数据的小数点隐含在某一个固定位置上,称为定点表示法,简称定点数;另一种是小数点位置可以浮动,称为浮点表示法,简称浮点数。 1. 定点数表示法(fixed-point) 所谓定点格式,即约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。在计算机中通常采用两种简单的约定:将小数点的位置固定在数据的最高位之前,或者是固定在最低位之后。一般常称前者为定点小数,后者为定点整数。 定点小数是纯小数,约定的小数点位置在符号位之后、有效数值部分最高位之前。 2. 浮点数表示法(floating-point number) 与科学计数法相似。 2.1.1.2 数的机器码表示 1. 原码表示法 原码表示法是一种比较直观的表示方法,其符号位表示该数的符号,正用“0”表示,负用“1”表示;而数值部分仍保留着其真值的特征。 2. 补码表示法 由于计算机的运算受一定字长的限制,属于有模运算,所以,在计算机中可以使用补码进行计算。在定点小数机器中数最大不超过1,也就是负的小数对“1”的补码是等价的。但实际上,负数的符号位还有一个“1”,要把它看成数的一部分,所以要对2求补码,也就是以2为模数。 3. 反码表示方法

反码表示法中,符号的表示法与原码相同。正数的反码与正数的原码形式相同;负数的反码符号位为1,数值部分通过将负数原码的数值部分各位取反(0变1,1变0)得到。 4. 移码表示法 移码通常用于表示浮点数的阶码。 2.1.2 非数值数据在机内的表示 计算机中数据的概念是广义的,机内除了有数值的信息之外,还有数字、字母、通用符号、控制符号等字符信息有逻辑信息、图形、图像、语音等信息,这些信息进入计算机都转变成0、1表示的编码,所以称为非数值数据。 2.1.2.1 字符的表示方法 字符主要指数字、字母、通用符号、控制符号等,在机内它们都被变换成计算机能够识别的十进制编码形式。这些字符编码方式有很多种,国际上广泛采用的是美国国家信息交换标准代码(American Standard Code for Information Interchange),简称ASCII 码。 2.1.2.2 汉字的表示方法 1. 汉字的输入码 目前,计算机一般是使用西文标准键盘输入的,为了能直接使用西文标准键盘输入汉字,必须给汉字设计相应的输入编码方法。其编码方案有很多种,主要的分为三类:数字编码、拼音码和字形编码。 2. 汉字的内码 3. 汉字字形码 2.2.1 补码加法运算 补码加法的公式是: [ x ]补+ [ y ]补= [ x + y ]补( mod 2 ) 含义是:两个数的补码之和等于两个数之和的补码。 2.2.2 补码减法运算 [x-y]补=[x]补-[y]补=[x]补+[-y]补( mod 2 )

运算方法和运算器练习题

运算方法和运算器练习题 一、填空题 1.补码加减法中,()作为数的一部分参加运算,()要丢掉。 2.为判断溢出,可采用双符号位补码,此时正数的符号用()表示,负数的符号用()表 示。 3.采用双符号位的方法进行溢出检测时,若运算结果中两个符号位(),则表明发生了溢 出。若结果的符号位为(),表示发生正溢出;若为(),表示发生负溢出。 4.采用单符号位进行溢出检测时,若加数与被加数符号相同,而运算结果的符号与操作数 的符号(),则表示溢出;当加数与被加数符号不同时,相加运算的结果()。 5.浮点加减运算在()情况下会发生溢出。 6.原码一位乘法中,符号位与数值位(),运算结果的符号位等于()。 7.一个浮点数,当其补码尾数右移一位时,为使其值不变,阶码应该()。 8.左规的规则为:尾数(),阶码()。 9.右规的规则是:尾数(),阶码()。 10.影响进位加法器速度的关键因素是(进位信号的传递问题)。 11.当运算结果的尾数部分不是()的形式时,则应进行规格化处理。当尾数符号位为() 或()时,需要右规;当运算结果的符号位和最高有效位为()或()时,需要左规。 12.(进位信号的产生与传递逻辑)称为进位链。 13.()称为进位产生函数,()称为进位传递函数。 14.ALU的基本逻辑结构是()加法器,它比行波进位加法器优越,具有先行进位逻辑,不 仅可以实现高速运算,还能完成逻辑运算。 二、选择题 1.两个补码数相加,采用1位符号位,当()时表示结果溢出。 A、符号位有进位 B、符号位进位和最高数位进位异或结果为0 C、符号位为1 D、符号位进位和最高数位进位异或结果为1 2.运算器的主要功能是进行() A、逻辑运算 B、算术运算 C、逻辑运算和算术运算 D、只作加法 3.运算器虽有许多部件组成,但核心部件是() A、数据总线 B、算术逻辑运算单元 C、多路开关 D、累加寄存器 4.在定点二进制运算中,减法运算一般通过()来实现。 A、原码运算的二进制减法器 B、补码运算的二进制减法器 C、补码运算的的十进制加法器 D、补码运算的的二进制加法器 5.在定点运算器中,无论采用双符号位还是单符号位,必须有(),它一般用()来实现。 A、译码电路,与非门 B、编码电路,或非门 C、溢出判断电路,异或门 D、移位电路,与或非门 6.ALU属于()部件。 A、运算器 B、控制器 C、存储器 D、寄存器 7.乘法器的硬件结构通常采用() A、串行加法器和串行移位器 B、并行加法器和串行左移 C、并行加法器和串行右移 D、串行加法器和串行右移 8.器件74SL181是4位的ALU芯片,使用它来构成一个16位的ALU,需要使用()片。 A、2 B、4 C、8 D、16

2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:模拟电子电路实验 第 1 次实验 实验名称:运算放大器的基本应用 院(系):吴健雄学院专业:电类强化班 姓名:学号: 610142 实验室:实验组别: 同组人员:实验时间:2016年4月10日 评定成绩:审阅教师: 一、实验目的 1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法; 2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法; 3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入 失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念; 4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;

5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。 二、预习思考 1.查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数 和极限参数,解释参数含义。

2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10K?,RF=100 k?,并用 multisim 仿真。 其中分压电路由100k?的电位器提供,与之串联的510?电阻起限流的作用。 3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10K?,RF=100 k?,并用 multisim 仿真。

三、 实验内容 1. 基本要求 内容一: 反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。 图 1.1 反相输入比例运算电路 LM324 管脚图 1) 图 1.1 中电源电压±15V ,R1=10k Ω,RF=100 k Ω,RL =100 k Ω,RP =10k//100k Ω。按图连接电路,输入直流信号 Ui 分别为-2V 、-0.5V 、0.5V 、2V ,用万用表测量对应不同 Ui 时的 Uo 值,列表计算 Au 并和理论值相比较。其中 Ui 通过电阻分压电路产生。 Ui/V Uo/V Au 测量值 理论值 -2 13.365 -6.6825 \

运算方法与运算器教案

第二章运算方法和运算器 学习重点 ●数据与文字的表示 ●定点加法、减法运算 ●定点运算器的组成 ●浮点运算的步骤 2.1 数据与文字的表示方法 2.1.1 数据格式 计算机中使用的数据可分成两大类: 数值数据:数字数据的表示 (定点、浮点) 符号数据:非数字符号的表示 (ASCII、汉字、图形等) 数值数据的表示格式有定点数、浮点数两种 1.定点数的表示方法 小数点的位置固定不变,通常表示成纯小数或纯整数。 用n+1位字表示定点数X, x= x n x n-1x n-2 (x1x0) 纯小数时表示范围: 0≤|X|≤1-2-n 纯整数时表示范围: 0≤|X|≤2n-1 2.浮点数的表示方法 任意进制数N表示:N=R e·M M为尾数,数的精度; e为指数(整数),数的范围; R为基数,二进制为2,十进制为10; 浮点数由阶码、尾数及其符号位组成。 规格化:若不对浮点数的表示作出明确规定,同一个浮点数的表示就不是惟一的。例如: 0.01010010×211 0.001010010×2100 0.1010010×210 IEEE754标准 (规定了浮点数的表示格式,运算规则等) 规则规定了32位和64位两种基本格式 规则中,尾数用原码,指数用移码(便于对阶和比较),基数为2 尾数域的最高有效位为1,称为浮点数的规格化表示。 32位的浮点数 S数的符号位,1位,在最高位,“0”表示正数,“1”表示负数。 E是阶码,8位,采用移码表示。移码比较大小方便。 M是尾数,23位,在低位部分,采用纯小数表示。 规格化的浮点数尾数域最左位(最高有效位)总是1,故这一位经常不予存储,而认为隐藏在小数点的左边(1.M) 。 采用这种方式时,将浮点数的指数真值e变成阶码E时,应将指数e加上一个固定的偏移值127(01111111),即E=e+127。

计算机组成原理习题 第二章运算方法和运算器

第二章习题 一、填空题: 1.一个定点数由A.______和B.______两部分组成,根据小数点位置不同,定点数有 C.______和 D.______两种表示方法。 2.数的真值变成机器码可采用A. ______表示法,B. ______表示法,C.______表示法,移码表示法。 3.若[ x1 ]补 = 11001100, [x2 ]原 = 1.0110 ,则数x1和x2的十进制数真值分别是 A.______和 B.______。 4.移码表示法主要用于表示浮点数的A.______码,以利于比较两个B.______数的大小和进行C.______操作。 5.按IEEE754标准,一个浮点数由A.___, 阶码E, 尾数M三个域组成。其中阶码E 的值等于指数的B.___, 加上一个固定C.___。 6.若浮点数格式中阶码的基数已定,且尾数采用规格化表示法,则浮点数的表示范围取决于A. 的位数,而精度取决于B. 的位数。 二、选择题: 1.(2000)10化成十六进制数是______。 A.(7CD)16 B.(7D0)16 C.(7E0)16 D.(7FO)16 2.在小型或微型计算机里,普遍采用的字符编码是______。 A. BCD码 B. 16进制 C. 格雷码 D. ASCⅡ码 3.下列有关运算器的描述中,______是正确的。 A.只做算术运算,不做逻辑运算 B. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算,又做逻辑运算 4.某机字长32位。其中1位符号位,31位表示尾数。若用定点整数表示,则最大正 整数为______。 A. +(231-1) B. +(230-1) C. +(231+1) D. +(230+1) 5.至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。 A.节约元件 B. 运算速度快 C. 物理器件性能决定 D. 信息处理方便 6.某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。若用定点整数表示,则最小负 整数为______。 A. -(231-1) B. -(230-1) C. -(231+1) D. -(230+1) 7.x=+0.1011, y=+0.0110,则用补码运算[x-y]补=______。 A. 0.0101 B. 0.0001 C. 1.1011 D. 1.1111 8.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过______来实现。 A. 原码运算的二进制减法器 B. 补码运算的二进制减法器 C. 补码运算的十进制加发器 D. 补码运算的二进制加法器 9.某机字长32位。其中1位符号位,31位表示尾数。若用定点小数表示,则最大正 小数为______。 A. +(1-2-32) B. +(1-2-31) C. +(1-2-30) D.2-31-1 10.运算器的核心部分是______。 A. 数据总线 B. 多路开关 C. 算术逻辑运算单元 D. 累加寄存器

模电实验八集成运放基本应用之一 模拟运算电路实验报告

实验八集成运放基本应用之 ---- 模拟运算电路班级:姓名:学号:2015. 12. 30 1、研究由集成运算放人电路组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2、了解运算放人电路在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验仪器及器件 三、实验原理 1、反相比例运算电路 电路如图8—1所示。 图8-1反相比例运算电路 2.反相加法电路 电路如图8-2所示。

图8-2 反相加法电路V o = -(字+ 字《2)R3=R I// R:// R F R] 3、同相比例运算电路 电路如图8-3(a)所示。 图8-3(a)同相比例运算电路图8-3(b) 电压跟随器V o = (1 + 字)V,R尸R I〃R F 肖8时,v°=V,即得到如图8-3(b)所示的电斥跟随器。4、差分放兴电路(减法电路) 电路如图8—4所示。

图8-4 减法运算电路 5、积分运算电路 电路如图8-5所示。 图8-5 枳分运算电路 坯")=一為f Vc(O) 如果v@)是幅值为E的阶跃电斥,并设v c(0>0,则 vM = ~^cf0Edt = ~^c l 实验前要看清运放组件各管脚的位置:切忌止负电源极性接反和输出端短路,否则将会损坏集成块。 1、反相比例运算电路 1) 按图8—1连接实验电路,接通±12V电源,输入端对地短路,进行调冬和消振。

2)输入fMOOHz, Vi=O?5V的d ;号,测量相应的V。并用示波器观察%和可的相h 乩记入表8—1。 1) 按图8-3(a)连接实验电路。实验步骤同内容1,将结果记入表8-2o 2) 按图8-3(a)中的Ri断开,得图8-3(b)电路重复内容1)。 1) 按图8-2连接实验电路。调零利消振。 2) 输入信号釆用直流信号,图8-6所示电路为简易直流信号源,由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压V, V辽及输出电压Vo,记入表8—3。 +5V 图8-6简易可调直流信号源

模电各运算放大器原理模型

第一章运算放大器 §1.1 运放工作在线性区时的特点 §1.2 信号的运算电路 §1.3 有源滤波器 §1.4 电压源、电流源与电压、电流、电阻的测量

u i u o +U OM -U OM ε A o 越大,运放的线性范围越小,必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。 u i u o _ + ? + A o §1.1 运放工作在线性区时的特点 C o OM E u U ≈=m ax 例:若U OM =12V ,A o =106, 则|u i |<12μV 时,运放 处于线性区。 线性放大区

由于运放的开环放大倍数很大,输入电阻高,输出电阻小,在分析时常将其理想化,称其所谓的理想运放。 理想运放的条件 ∞ =o A ∞=i r 0 =o r ) u u (A u o o -+-=虚短路 - +=u u 0=i I 放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。 虚开路 运放工作在线性区的特点 一、在分析信号运算电路时对运放的处理

二、分析运放组成的线性电路的出发点 ?虚短路 ?虚开路 ?放大倍数与负载无关, 可以分开分析。 0=i I - +=u u u + u o _ + ? + ∞ u – I i 信号的放大、运算 有源滤波电路 运放线性应用

§1.1 信号的运算电路 1.1.1 比例运算电路 作用:将信号按比例放大。 类型:同相比例放大和反相比例放大。 方法:引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关,与输入电压和反馈系 数有关。

模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案 第4章 集成运算放大电路

第4章 集成运算放大电路 习题 4.1根据下列要求,将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是:①通用型②高阻型③高速型④低功耗型⑤高压型⑥大功率型⑦高精度型 (1)作低频放大器,应选用( ① )。 (2)作宽频带放大器,应选用( ③ )。 (3)作幅值为1μV 以下微弱信号的量测放大器,应选用( ⑦ )。 (4)作内阻为100k Ω。信号源的放大器,应选用( ② )。 (5)负载需5A 电流驱动的放大器,应选用( ⑥ )。 (6)要求输出电压幅值为±80V 的放大器,应选用( ⑤)。 (7)宇航仪器中所用的放大器,应选用( ④ )。 4. 2已知几个集成运放的参数如表P4.3所示,试分别说明它们各属于哪种类型的运放。 表P4.3 解:A 1为通用型运放,A 2为高精度型运放,A 3为高阻型运放,A 4为高速型运放。 4.3多路电流源电路如图P4.3所示,已知所有晶体管的特性均相同,U BE 均为0.7V 。试求I C1、I C2各为多少。 图P4.3 图P4.4 解:因为T l 、T 2、T 3的特性均相同,且U BE 均相同,所以它们的基极、集电极电流均相等,设集电极电流为I C 。先求出R 中电流,再求解I C1、I C2。 40 100CC BE BE R V U U I A R μ--= = 030331(1) C B R C B C C I I I I I I I βββ=+=+ =+++

223C R I I ββββ+=++ 当(1)3ββ+>>时,12100C C R I I I A μ=≈=。 4.4电路如图P4.4所示,T l 管的低频跨导为g m , T l 和T 2管d-s 间的动态电阻分别为r ds1和r ds2。试求解电压放大倍数/u O I A u u =??的表达式。 解:由于T 2和T 3 所组成的镜像电流源是以T l 为放大管的共射放大电路的有源负载,T l 和T 2管d -s 间的动态电阻分别为 r ds1和 r ds2,所以电压放大倍数 u A 的表达式为: 1212(//) (//)O D ds ds u m ds ds I I u i r r A g r r u u ??= ==-??。 4.5电路如图P4.5所示,T l 与T 2管特性相同,它们的低频跨导为g m ; T 3与T 4管特性对称;T 2与T 4管d-s 间的动态电阻分别为r ds2和r ds4。试求出电压放大倍数 12/()u O I I A u u u =??-的表达式。 图P4.5 图P4.6 解:在图示电路中: 1234D D D D i i i i ?=-?≈?=?;242112O D D D D D i i i i i i ?=?-?≈?-?=-? 121() 2 I I D m u u i g ?-?=? ;12()O m I I i g u u ?≈?- ∴电压放大倍数: 24241212(//) (//)()() O O ds ds u m ds ds I I I I u i r r A g r r u u u u ??= =-≈?-?- 4.6电路如图P4.6所示,具有理想的对称性。设各管β均相同。 (1)说明电路中各晶体管的作用; (2)若输入差模电压为12()I I u u -产生的差模电流为D i ? ,则电路

模电实验八集成运放基本应用之一--模拟运算电路实验报告

模电实验八集成运放基本应用之一--模拟运算电路实验 报告 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

实验八 集成运放基本应用之一--模拟运算电路 班级: 姓名: 学号: 2015.12.30 一、 实验目的 1、研究由集成运算放大电路组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2、了解运算放大电路在实际应用时应考虑的一些问题。 二、 实验仪器及器件 仪器及器件名称 型号 数量 +12V 直流稳压电源 DP832 1 函数信号发生器 DG4102 1 示波器 MSO2000A 1 数字万用表 DM3058 1 集成运算放大电路 μA741 1 电阻器 若干 电容器 若干 三、 实验原理 1、反相比例运算电路 电路如图8-1所示。 图8-1 反相比例运算电路 i 1 F O V R R V - = 2、反相加法电路 电路如图8-2所示。

图8-2 反相加法电路 )V R R V R R ( V i22 F i11F O +-= R 3═R 1// R 2// R F 3、同相比例运算电路 电路如图8-3(a)所示。 图8-3(a) 同相比例运算电路 图8-3(b) 电压跟随器 i 1 F O )V R R 1(V + = R 2═R 1// R F 当R 1→∞时,V O ═V i 即得到如图8-3(b)所示的电压跟随器。 4、差分放大电路(减法电路) 电路如图8-4所示。 )V V (R R V i1i21 F O -=

图8-4 减法运算电路 5、积分运算电路 电路如图8-5所示。 图8-5 积分运算电路 如果v i(t)是幅值为E的阶跃电压,并设v c(0) ═0,则 四、实验内容及实验步骤

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《电子线路设计、测试与实验》实验报告 实验名称:集成运算放大器的基本应用 院(系): 专业班级: 姓名: 学号: 时间: 地点: 实验成绩: 指导教师:

一.实验目的 1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法,重点掌握积分输入,输出波形的测量和描绘方法。 二.实验元器件 类型 型号(参数) 数量 集成运算放大器 1片 电位器 1k Ω 1只 电阻 100k Ω 2只; 10k Ω 3只; 5.1k Ω 1只; 9k Ω 1只 电容 0.01μf 1只 三、预习要求 1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的vi 、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值,以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。 四.实验原理及参考电路 本实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。 1. 反向比例运算 反向比例运算电路如图1所示,设组件LM324为理想器件,则 11 0υυR R f -=

R f 100k R 1 10k A 10k R L v o v 1 R 9k 图1 反向比例运算电路原理图 其输入电阻1R R if ≈,图中1//R R R f ='。 由上式可知,改变电阻f R 和1R 的比值,就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。 在选择电路参数是应考虑: ○ 1根据增益,确定f R 与1R 的比值,因为 1 R R A f vf - = 所以,在具体确定f R 和1R 的比值时应考虑;若f R 太大,则1R 亦大,这样容易引起较大的失调温漂;若f R 太小,则1R 亦小,输入电阻if R 也小,可能满足不了高输入阻抗的要求,故一般取f R 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求,则可根据1R R i =先确定1R ,再求f R 。 ○ 2运算放大器同相输入端外接电阻R '是直流补偿电阻,可减小运算放大器偏执电流产生的不良影响,一般取1//R R R f =',由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈,其输入、输出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。 2. 反向比例加法运算 反向比例加法运算电路如图2所示,当运算放大器开环增益足够大时,其输入端为“虚地”,11v 和12v 均可通过1R 、2R 转换成电流,实现代数相加,其输出电压 ??? ??+-=122111 v R R v R R v f f o 当R R R ==21时 ()1211v v R R v f o +- = 为保证运算精度,除尽量选用精度高的集成运算放大器外,还应精心挑选精度高、稳定性好的电阻。f R 与R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理,图中的21////R R R R f ='。

模电实验报告集成运算放大器

7 实验六 集成运算放大器的基本应用一一模拟运算电路 、 实验目的 1、 研究有集成运算放大器组成的比例、 加法和减法等基本运算电路的功能 2、 了解运算放大器在实际应用时应考虑的有些问题 _ 、 实验仪器 1、 双踪示波器; 2、数字万用表; 3、信号发生器 三> 实验原理 在线性应用方面,可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。 1)反相比例运算电路 电路如图6-1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 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 料-扎-// 。 图6-1 反相比例运算电路 2)反相加法电路 电路如图6-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为: 图6-2 反相加法运算电路

3)同相比例运算电路 图6-3(a )是同相比例运算电路。 (b )电压跟随器 同相比例运算电 路 它的输出电压与输入电压之间关系为: 咕(1+訓 当_ < ■ -"即得到如图6-3所示的电压跟随器。图中圮妇;懸,用以减小漂 移和起保护作用。一般D ■如取10K Q , 太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。 4)差动放大电路(减法器) 对于图6-4所示的减法运算电路,当 R 产RMz 二R F 时,有如下关系式: Uo (a )同乡比例运 算 6-3 Uo

图6-4 减法运算电路5) 积分运算电路 图6-5 积分运算电路 反相积分电路如图6-5所示,在理想化条件下,输出电压 必①二一点(厲处+%(0) 式中 . 是t=0时刻电容C两端的电压值,即初始值。 如果U】(t)飜值対E的阶跃电压,并设 .=0,则 Uo Uo .等于

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