实验五 比例运算电路
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竭诚为您提供优质文档/双击可除比例及加减运算电路实验报告篇一: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uimin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。
10kΩ输入电压ui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uo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:ui?u?u??uo?R1RFuoRF?AufuR1i由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为:??u?Rif?i?R1?ii?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10kΩ输入电压ui接至同相输入端,输出电压uo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u??且u-=u+=ui,可得:R1?uo?uiR1?RFAuf?R1?uoR1?RFuoR?1?FuiR1同相比例运算电路输入电阻为:Rif?输出电阻:Rof=0ui??ii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RRui1ui2uouo??(Fui1?Fui2)R1R2R1R2RF当R1=R2=R,则uo??RF(ui1?ui2)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。
实验五 集成运算放大器的基本运算电路一、实验目的1、研究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功能。
2、正确理解运算电路中各组件参数之间的关系和“虚短”、“虚断”、“虚地”的概念。
二、设计要求1、设计反相比例运算电路,要求|A uf |=10,R i ≥10K Ω,确定外接电阻组件的值。
2、设计同相比例运算电路,要求|A uf |=11,确定外接电阻组件值。
3、设计加法运算电路,满足U 0=-(10U i1+5U i2)的运算关系。
4、设计差动放大电路(减法器),要求差模增益为10,R i >40K Ω。
5、应用Multisim8进行仿真,然后在实验设备上实现。
三、实验原理1、理想运算放大器特性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。
当外部接入不同的元器件组成负反馈电路时,可以实现比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。
理想运放,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。
2、基本运算电路 (1)反相比例运算电路电路如图2.5.1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2.5.1反相比例运算电路图2.5.2反相加法运算电路(2) 反相加法电路i 1F O U R R U -=电路如图2.5.2所示,输出电压与输入电压之间的关系为)U R RU R R (U i22F i11F O +-=R 3=R 1//R 2//R F (3)同相比例运算电路图2.5.3(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 1FO )U R R (1U +=R 2=R 1//R F 当R 1→∞时,U O =U i ,即得到如图2.5.3(b)所示的电压跟随器。
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。
实验五集成运算放大器的基本应用实验五集成运算放大器的基本应用(I)─模拟运算电路─一、实验目的1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚2、研究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功能。
3、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8-1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 //R F。
图8-1 反相比例运算电路图8-2 反相加法运算电路2) 反相加法电路电路如图8-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为)URRURR(Ui22Fi11FO+-= R3=R1 //R2 //R Fi1FOURRU-=3) 同相比例运算电路图8-3(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 1FO )U R R (1U += R 2=R 1 // R F 当R 1→∞时,U O =U i ,即得到如图8-3(b)所示的电压跟随器。
华南师范大学实验报告学生姓名林荣淞学号 20093200144专业光电年级、班级 09光电2班课程名称电子技术实验讲义实验项目比例运算电路实验一、实验目的:a)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。
b)掌握集成比例运算电路的调试和实验方法,验证理论分析结果。
二、仪器设备:示波器低频模拟电路实验箱低频信号发生器数字式万用表三、实验内容与步骤:(1)反相比例运算放大器①反相比例运算放大器测试电路如图1所示。
图中R f=100kΩ,R1=10kΩ,R2=R1∥Rf。
连接电路,检查无误后接通电源。
图1 反相比例运算放大器②调零。
将输入端接地,用直流电压表检测输出电压,检查U O是否等于零,保证Ui 等于零时,UO等于零(注:调零时必须已接入Rf)。
③在输入端加入直流信号,信号的电压值见表1。
用直流电压表测量输出电压UO,将测量值记入表1中。
④注:直流电压的得到:用直流电源1.5——24V调节得到输出为2V电压,然后通过10k 电位器分压得到所需的直流电压值。
(2)同相比例放大器① 同相比例放大电路测试电路如图2所示,图中R f ,R 1,R 2参数同(1)①,按图2接线,检查无误后接通电源。
图2同相比例放大器② 调零同(1)②。
③ 在输入端加入直流信号,信号的电压值见表1,测量值填入表1中。
(3)电压跟随器电压跟随器测试电路如图3所示。
图中R f =R 1=10k Ω,按图3接线,检查无误后接通电源,调零,输入端加入直流信号,信号的电压值见表2。
测量输出电压U O ,将测量值记入表2中图3电压跟随器(4)差动比例放大器差动比例放大器测试电路如图4所示。
图R f =R 3=100k Ω,R 1=R 2=10k Ω。
按图4接线,接通电源,调零,输入端U 11,U 12同时加入直流信号,信号电压值见表2(注意信号的极性),测量输出电压U O ,测量值记入表2中。
图4差动放大器四、 数据处理表1 U O 与U i 的关系表表2 UO 与Ui的关系表五、思考题:a)理想比例运算放大器有哪些特点?b)比例运算电路的运算精度与电路中哪些参数有关?如果运算放大器已选定,如何减少运算误差?c)在图1电路中,若输入对地短路,输出电压U O不等于零,说明电路存在什么问题?应如何处理?d)在图1电路中,输入端接地后,用电压表测量出电压U O,发现U O等于电源电压值,你是否说明电路发生了什么问题?e)希望以上资料对你有所帮助,附励志名言3条:f)g)1、有志者自有千计万计,无志者只感千难万难。
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!。
竭诚为您提供优质文档/双击可除比例及加减运算电路实验报告篇一: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uimin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。
10kΩ输入电压ui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uo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:ui?u?u??uo?R1RFuoRF?AufuR1i由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为:??u?Rif?i?R1?ii?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10kΩ输入电压ui接至同相输入端,输出电压uo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u??且u-=u+=ui,可得:R1?uo?uiR1?RFAuf?R1?uoR1?RFuoR?1?FuiR1同相比例运算电路输入电阻为:Rif?输出电阻:Rof=0ui??ii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RRui1ui2uouo??(Fui1?Fui2)R1R2R1R2RF当R1=R2=R,则uo??RF(ui1?ui2)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。