模电-模拟运算电路实验

模电加减法运算电路实验总结对于学生而言，这个内容有点陌生。

因此，他们对这门课的兴趣不高。

为了改变这种现状，我从制作思路和如何提高学生学习兴趣方面着手准备了这份材料。

经过两周的努力终于完成了本节的内容。

通过此次模电的教学实践，使自己对于模电课程又重新认识与理解。

下面具体谈谈在教学中得出的几点体会：模拟电子技术课程的教学过程中涉及到许多加减乘除运算电路。

由于以前从未接触过类似知识，因此觉得它比较难学，尤其是加减乘除运算电路。

因此，给同学们带来很多麻烦，每当老师讲授加减乘除运算电路时，他们都显得无精打采的样子。

久而久之导致了对模电课程产生厌倦情绪。

针对这些问题，首先我尝试寻找问题的根源所在，然后再根据问题的症结去处理问题。

最后将问题解决掉。

由于实际的应用环境并非像理论书上说的那么复杂。

也正好符合学生感官的直观认识。

因此可以直观地理解。

还有，从日常生活中可以发现，加减乘除运算电路在我们日常生活中十分普遍，只要稍微留意一下就能找到相关事例。

所以在本节课上讲述了电子计算机的起源——算盘。

为什么算盘被淘汰？是否取代算盘？让学生清楚算盘存在的历史背景，明白算盘没落的真正原因。

在教学中利用计算机绘图软件画出的电路图帮助学生更快速地掌握了算盘的工作原理。

避免了枯燥乏味的抽象介绍。

学生通过动态的电路演示就会马上想到算盘怎么用，只需鼠标轻松一点即可进行加减乘除运算。

模电的数字部分主要是指：二进制数，0，1。

数码管和译码器是二进制的主要载体。

在计算机中，二进制运算的运算规则是固定的。

而0，1的表示却灵活多变。

它既能够用来表示逻辑0，1的位置，还能表示某个信号。

随着科技的发展，人们开始研究用0，1来编写加减乘除等功能的数字逻辑电路，把它称为逻辑电路。

在本次课上我们将讲解的是用集成电路制作电子计算器的原理。

为什么用集成电路呢？一般说来，只要满足晶体管有输入端口、输出端口，输出级的输出信号为正或负即可；另外集成电路便宜、易于操作，能够做出各种各样的形式，且易于修改。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电路实验第一次实验实验名称：模拟运算放大电路（一）院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：实验一 模拟运算放大电路（一）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，以及增益、传输特性曲线的测量方法。

3、 了解运放调零和相位补偿的基本概念。

二、实验原理： 1、反向比例放大器反馈电阻R F 值一般为几十千欧至几百千欧，太大容易产生较大的噪声及漂移。

R 的取值则应远大于信号源v i 的内阻。

若R F = R ，则为倒相器，可作为信号的极性转换电路。

2、电压传输特性曲线双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。

电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。

一种是手工逐点测量法，另一种是采用示波器X-Y 方式进行直接观察。

示波器X-Y 方式直接观察法：是把一个电压随时间变化的信号（如：正弦波、三角波、锯齿波）在加到电路输入端的同时加到示波器的X 通道，电路的输出信号加到示波器的Y 通道，利用示波器X-Y 图示仪的功能，在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线，同时还可以测量相关参数。

具体测量步骤如下：F V R A =-R(1) 选择合理的输入信号电压，一般与电路实际的输入动态范围相同，太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件；太小不能完全反应电路的传输特性。

(2) 选择合理的输入信号频率，频率太高会引起电路的各种高频效应，太低则使显示的波形闪烁，都会影响观察和读数。

一般取50～500Hz 即可。

(3) 选择示波器输入耦合方式，一般要将输入耦合方式设定为DC，比较容易忽视的是在X-Y 方式下，X 通道的耦合方式是通过触发耦合按钮来设定的，同样也要设成DC。

(4) 选择示波器显示方式，示波器设成X-Y 方式，对于模拟示波器，将扫描速率旋钮逆时针旋到底就是X-Y 方式；对于数字示波器，按下“Display”按钮，在菜单项中选择X-Y。

=（）由于=∞，而为有限值，因此，≈0。

即，称为“虚短”。

（2）由于=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即＝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。

2、基本运算电路(1) 反相比例运算电路电路如图7-1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R2＝R1//RF。

(2) 反相加法电路电路如图7-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为：=-（）＝////图7-1反相比例运算电路图7-2反相加法运算电路(3) 同相比例运算电路图7-3(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：=1+＝//当→∞时，＝，即得到如图7-3(b)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10KΩ，R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(4) 差动放大电路（减法器）对于图7-4所示的减法运算电路，当＝，＝时，有如下关系式：=（）(5) 积分运算电路反相积分电路如图7-5所示。

在理想化条件下，输出电压等于：（t）= -（）图7-4 减法运算电路图7-5 积分运算电路式中，（）是t＝0时刻电容C两端的电压值，即初始值。

如果（t）是幅值为E的阶跃电压，并设（）＝0，则：（t）= -= -t即输出电压（t）随时间增长而线性下降。

显然RC的数值越大，达到给定的值所需的时间就越长。

积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。

0.1 0.1 0.1 0.2 -2.23 -3.30 -2 -3。

实验一集成运放的线性运算电路
一、实验目的
1．掌握运放运算电路的测量分析方法。

2．巩固集成运放几种典型运算电路的用法，掌握电路元、器件选择技巧。

二、实验内容
1．反相求和运算电路实验；
2．差动比例运算电路实验。

三、实验仪器与设备
1．模拟电路实验箱：包括本实验所需元器件；
2．双踪示波器1台；
3．万用电表1台。

五、实验总结
使用 Multisim 电路仿真软件做电路实验，感觉十分方便，可以通过仿真电路来对一些电路原理进行验证，将实验结果与计算结果进行对比分析，通过软件的仿真可以减少实验成本低，并且极大的提高实验过程的安全性。

实验五 比例、求和运算电路实验1．实验目的① 掌握比例、求和电路的设计方法，熟悉由集成运算放大器组成的基本比例运算电路的运算关系。

② 通过实验，了解影响比例、求和运算精度的因素，进一步熟悉电路的特点和功能。

2．实验电路及仪器设备（1）实验电路① 用一个运放设计一个数字运算电路，实现下列运算关系：U O=2U I1+2UI2－4U I3已知条件：U I1=50～100mV；U I2=50～200mV；U I3=20～100mV参考电路如下：② 设计一个能实现下列运算关系的电路：U O=-10U I1+5U I2；U I1=U I2=0.1～1V参考电路如下：比例运算实验电路如图1-22所示。

（2）实验仪器设备双路直流稳压电源、示波器、直流信号源、数字万用表、实验箱。

3．实验内容（1）根据设计题目要求，选定电路，确定集成运算放大器型号，并进行参数设计（2）按照设计方案组装电路（3）在设计题目所给输入信号范围内，任选几组信号输入，测出相应输出电压 u o，将实测值与理论值作比较，计算误差。

比例求和设计电路如下：注意：实际上输入可以是任意波形，由于实验室条件所限，本实验输入信号选用直流信号。

μΑ741参数：A od=105dB；R id=2MΩ；R o=1kΩ；f H=10Hz引脚说明：2脚IN--：反相输入端3脚IN+：同相输入端6脚OUT：放大器输出端4脚V--：负电源入端（-12V）7脚V+：正电源入（+12V）（4）在输入端加入不同的输入电压，用万用表直流电压档测量输出值，填写下表：4．实验报告要求准备报告： 写出电路的具体设计过程。

总结报告：根据实验结果，分析产生误差原因。

5．实验注意事项（1）实验完毕要交回元件完整的元件袋！（2）关闭电源连电路，做完实验拆电路时，也要关闭电源拆电路！（3）万用表在测量电阻后测电压时，要注意及时变换档位，否则会烧坏万用表！。

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 Ui23） 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UoUo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UoUi2Ui1UoUi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。