实验 比例求和运算电路

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。

2．掌握比例、求和运算电路的特点及性能。

3．学会上述电路的测试和分析方法。

4．掌握各电路的工作原理。

二、虚拟实验仪器及器材示波器、可变电源、数字万用表等仪器、集成运算放大器LM324三、实验原理及参考电路（一）、比例运算电路 1．工作原理比例运算（反相比例运算与同相比例运算）是应用最广泛的一种基本运算电路。

a ．反相比例运算,最小输入信号mini U 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。

10k Ω输入电压iU 经电阻R 1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R 2接地。

输出电压OU 经R F 接回到反相输入端。

通常有： R 2=R 1//R F由于虚断，有 I +=0 ，则u +=-I +R 2=0。

又因虚短，可得：u -=u +=0由于I -=0，则有i 1=i f ，可得： Fo1i R u u R u u -=---由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-==1i i if 1F i o uf R i uR R R u u A反相比例运算电路的输出电阻为：R of =0输入电阻为：R if =R 1b ．同相比例运算10k Ω输入电压iU 接至同相输入端，输出电压OU 通过电阻R F 仍接到反相输入端。

R 2的阻值应为R 2=R 1//R F 。

根据虚短和虚断的特点，可知I -=I +=0,则有o Fu R R R u ⋅+=-11且 u -=u +=u i ，可得：i o F u u R R R =⋅+111F i o uf R R 1u u A +==同相比例运算电路输入电阻为：∞==iiif i u R输出电阻： R of =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。

实验八 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、示波器 1台2、信号发生器 1台3、万用表 1块4、模拟电路实验箱 1台三、实验原理（一）比例运算电路用集成运放组成的比例电路是一种最基本、最简单的运算电路，比例电路的输出电压与输入电压成比例关系，即电路可以实现比例运算，它的一般表达式为i KV V =0 （1-8-1）式中的K 称为比例系数，K 可以是正值，也可以是负债，决定于输入电压的接法。

根据输入信号的不同接法，比例电路有三种基本形式：反相输入、同相输入和差动输入比例电路。

虽然三种接法可以实现比例运算，但是三种不同接法的比例电路具有各自不同的特点。

下面分别进行介绍。

1、反相输入比例电路如图1-8-1所示，信号由反相端输入，R F 和R 1组成负反馈网络，引入电压并联负反馈。

在理想情况下，V -=V +=0，而且I -=I +=0 则输出电压为i FF iF F R R R R R I ννν110-=-=-= （1-8-2 即输出电压与输入电压成比例，比例系数即电压放大倍数为10R RA F i VF -==νν （1-8-3）由上式可见,图1-8-1电路中的输出电压与输入电压的幅值成正比，实现了比例运算。

但由于输入电压加在运放的反相输入端，故V 0与V i 的极性相反。

改变比值1R R F，可灵活地改变A VF 的大小，平衡电阻R 2=R 1∥R F图1-8-1 反相输入比例电路1、同相比例运算电路同相比例电路如图1-8-2所示。

输入电压通过电阻R 2接在集成运放的同相输入端，但为了保证所加反馈的极性为负反馈，故从输出端通过电阻R F 仍引回到反相输入端同时通过电阻R 1接地。

为使集成运放的同相输入端与反相输入端的两点对地的电阻相等，图1-8-2中电阻R 2阻值应为R 2=R 1∥R F在图1-8-2中，因I +=0，故V -=V +=V i因I -=0，则可认为反相输入端的电压V -是输出电压V 0在电阻R 1和R F 两个电阻上分压得到的，即i FV V R R R V =+=-011由上式可求得电压放大倍数为101R RV V A F i VF +==（1-8-4）由上式可知，图1-8-2电路中输出电压与输入电压的幅值成正比，而且，由于输入电压加在运放的同相输入端，故V 0与V i 的极性也相同，即电路能够实现同相比例运算。

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。

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实验报告是一份详细的文档，用于描述实验四比例求和运算电路的实验过程及实验结果。

它包括实验目的、原理说明、实验步骤、结果分析和结论性评价等内容。

1.实验目的：本次实验的目的主要是探究实验四中比例求和运算电路的工作原理，并通过分析实验结果来检验电路的正确性。

2.原理说明：比例求和运算电路是一种常用的电路，它的工作原理如下：将输入电压V1和V2乘以系数K1和K2（K1+K2=1），然后将两个乘积相加得到输出电压Vout，即： Vout=K1 * V1 + K2 * V2。

3.实验步骤：（1）首先，按照电路图将所有元件依次装上电路板，根据实验指导书的要求，正确接线。

（2）确认安装正确后，按照电路图将V1和V2先后依次调节至0.6V和1.4V，观察比例求和电路的输出电压Vout。

（3）将V1和V2先后依次调节至0.8V和1.2V，观察比例求和电路的输出电压Vout。

4.结果分析：从实验结果来看，当V1=0.6V，
V2=1.4V时，Vout=1.0V；当V1=0.8V，V2=1.2V时，
Vout=1.0V，说明电路电压求和运算正确。

5.结论性评价：本次实验成功地验证了比例求和运算电路的正确性，提高了对电路的深入理解。

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。

实验七 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、实验器材（型号）1. 数字万用表UT562. 电子线路实验学习机三、实验原理集成运放的应用首先表现在它能构成各种电路上，运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，介绍比例、加减等基本运算电路。

（1）运算电路：（2）描述方法：运算关系式 u O ＝f (u I)（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。

1. 理想运放的参数特点A od 、 r id 、f H 均为无穷大，r o 、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。

电路特征：引入电压负反馈。

集成运放的线性工作区: ouO u A u u +-==∞-可得0u u +--=即u u +-=。

又因i r =∞，可得运放的输入电流i=0。

利用运放在线性应用时u u +-=和i=0这两个特点来分析处理问题，所得结果与实际情况相当一致，不会带来明显的误差。

u o图3-7-1 理想运放电路1. 基本运算电路 （1）反相比例电路io F F F u u i R R R=-=-（3-7-1）可见，由于电路中引入深度负反馈，使闭环放大倍数uF A 完全由反馈元件值确定。

改变比值R F /R ，可灵活地改变uF A 的大小。

式中的负号表示o u 与i u 反相。

平衡电阻R P =R F //R 。

R P 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差。

图3-7-2 反相比例电路（2）反相加法电路1212()F F o i i R Ru u u R R =-+ （3-7-3） 若取R 1=R 2=R ，则有图3-7-3 反相加法电路121()FO i i R u u u R =-+ （3-7-4） 此电路的输入信号不限于两路，根据需要可扩展为多路。

（3）同相比例电路和电压跟随器u图3-7-4 同相比例电路o FRu u R R -=+因此为 i Fo u RR u )1(+= （3-7-5） 电路的闭环放大倍数为ui u i uo1FuF R A R=+（3-7-6） 上式表明，同相比例电路的输出电压o u 与输入电压i u 同相位，而且电压放大倍数总是大于1。

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min i U 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。

10k Ω输入电压i U 经电阻R 1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R 2接地。

输出电压O U 经R F 接回到反相输入端。

通常有： R 2=R 1//R F 由于虚断，有 I +=0 ，则u +=-I +R 2=0。

又因虚短，可得：u -=u +=0由于I -=0，则有i 1=i f ，可得：Fo1i R u u R u u -=---由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-==1i i if 1F i o uf R i uR R R u u A反相比例运算电路的输出电阻为：R of =0输入电阻为：R if =R 1b ．同相比例运算10k Ω输入电压i U 接至同相输入端，输出电压O U 通过电阻R F 仍接到反相输入端。

R 2的阻值应为R 2=R 1//R F 。

根据虚短和虚断的特点，可知I -=I +=0,则有 o Fu R R R u ⋅+=-11且 u -=u +=u i ，可得：i o Fu u R R R =⋅+111F i o uf R R 1u u A +==同相比例运算电路输入电阻为： ∞==iiif i u R 输出电阻： R of =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1212i i o Fu u uR R R +=- 1212()F F o i i R R u u u R R =-+当R 1=R 2=R ，则 12()F o i i R u u u R=-+四、实验内容及步骤1、.电压跟随电路实验电路如图1所示。

比例求和运算电路实验报告一、实验目的①掌握用集成运算放大器组成比例\求和电路的特点和性能；②学会用集成运算放大电路的测试和分析方法。

二、实验仪器①数字万用表；②示波器；③信号发生器。

三、实验内容Ⅰ.电压跟随器实验电路如图6-1所示：理论值：U i=U+=U-=U图6-1 电压跟随器按表6-1内容实验并记录。

V i（V）-2-0.50+0.51 V O（V）R L=∞-2.18-0.671-0.17+0.330.83R L=5K1-2.18-0.671-0.17+0.330.83表6-1Ⅱ.反相比例放大电路实验电路如图6-2所示：理论值：（U i-U-）/10K=（U--U O）/100K且U+=U-=0故U O=-10U i图6-2 反相比例放大器1）按表6-2内容实验并测量记录：表6-2发现当U i =3000 mV时误差较大。

2）按表6-3要求实验并测量记录：表6-3其中R L 接于V O 与地之间。

表中各项测量值均为U i =0及U i =800mV时所得该项测量值之差。

Ⅲ.同相比例放大器电路如图6-3所示。

理论值：U i/10K=（U i-U O）/100K故U O=11U i图6-3 同相比例放大电路1）按表6-4和6-5实验测量并记录。

直流输入电压U i（mV）301003001000输出电压U O 理论估算（mV）3301100330011000实测值（mV）6091710241010300误差94.3%40.52%25.4%0.667%表6-4测试条件理论估算值（mV）实测值（mV）ΔU OR L开路，直流输入信号U i由0变为800mV 88008820ΔU AB00ΔU R2800790ΔU R1-800-800ΔU OLU=800mV，R L由开路变为5K188008880表6-5Ⅳ.反相求和放大电路实验电路如图6-4所示。

理论值：U O=-R F/R*（U i1+U i2）图6-4 反相求和放大器按表6-6内容进行实验测量，并与预习计算比较。