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。

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。

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．实验内容：
（一）电压跟随器：
（1）输入为1000hz,1v的交流电压时，输出与输入在同等电压幅度下观测如下：
（2）输入直流电压，实验测得数据如下：
（二）反向比例放大器：
（1）输入为1000hz,1v的交流电压时，输出与输入仿真如下：
显然，输出是输入电压幅度的10倍。

（2）输入是直流电压，测得实验数据如下：
（三）仿真测得该电路的上限截至频率为：
实验测得的电路上限截止频率为66.85k，与仿真所得相差较大，分析原因可能是器件的放大特性不理想造成。

（三）同相比例放大器
（1）输入电压为1000hz,1v交流电压，输出输入波形仿真如下：
（2）输入直流电压，实验测得输出数据如下：
（三）仿真测得该电路的上限截至频率为：
实验测得的电路上限截止频率为65.85k，与仿真所得相差较大，分析原因可能是器件的放大特性不理想造成。

（四）反向求和放大电路：
（1）两个输入是1000hz,100mv交流信号时，仿真测得输入输出波形如下：
（2）输入是直流电压时，实验测得数据如下：
（五）双端输入求和放大电路：。

实验六 比例求和运算及微积分电路一、实验目的1、掌握集成运算放大器的特点，性能及使用方法。

2、掌握比例求和电路的测试及分析方法。

3、掌握各电路的功能工作原理和计算方法。

二、实验仪器 1、数字万用表 2、信号发生器 3、示波器4、交流毫伏表5、直流稳压电源 三、实验内容 1、电压跟随器验证电压跟随器的电压跟随特性。

（此电路经常用于多级放大器的第一级，起阻抗匹配作用）经测量Ui=Uo=14.142mV2、反相比例电路验证反相比例运算电路的输入与输出的关系为：i ifo U R R U -= 电路图如下：经验证Uo=10Ui=141.406mV3、同相比例放大器验证同相比例放大电路输入与输出之间的关系：Ui R Rf U o ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=11 电路图如下：测得Ui=14.142mV Uo=155.546mV Uo=101Ui4、反相求和电路验证反相求和电路的输入与输出之间的关系式：)2211(U Ui R Rf Ui R Rf o +-=电路图如下图所示：由图可知：Ui1=6.955mV, Ui2=2.303mV, Uo=92.564mV验证92.564mV = -【（R3/R4）6.955+（R3/R1）2.303】mV5、加减运算放大电路验证其输入输出之间的关系式：)12(1Ui Ui R RfUo -=电路图如下图所示：实验测得：Ui1=6.978mV Ui2=2.318mV Uo=46.655mV 可验证Uo=10(6.978-2.318)6、积分电路连接积分电路，检查无误之后接通12±V 直流电源。

①取Ui=-1V ，用示波器观察波形Uo ，并且测量运放输出电压的正向饱和电压值。

②取Ui=1V ，测量运放的负向饱和电压值③将电路中的积分电容改为0.1微法，Ui 分别输入1KHz 幅值为2V 的方波和正弦信号，观察Ui 和Uo 的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。

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。

实验报告（1）学院：课程名称：实验项目：比例、求和运算电路专业班级：小组成员：姓名：学号：指导老师：学生实验报告一、实验目的1．掌握运算放大器组成比例求和电路的特点性能及输出电压与输入电压的函数关系。

2．学会上述电路的测试和分析方法。

二、实验仪器及设备示波器、TB型模拟电路实验仪和⑤号实验板等。

三、实验电路原理集成运算放大器是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件组成输入和负反馈电路时，可以实现各种特定的函数关系。

四、实验内容及步骤每个比例、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，则需更换集成运算放大电路。

2． 调零：各输入端仍接地，调节调零电位器，使输出电压为零（用示波器测量） ⑴ 反相比例放大器 实验电路如图J5-1所示图J5-1 反相比例放大器预习要求：分析图J5-1反相比例放大器的主要特点（包括反馈类型），求出表J5-1的理论估算值。

表J5-1实验内容：在5号实验模板上按图J5-1“反相比例放大器”连好线，并接上电源线，做表J5-1中的内容。

将反相比例放大器的输入端接DC 信号源的输出，将DC 信号源的转换开关置于合适位置，调节电位器，使i V 分别为表J5-1中所列各值，分别测出o V 的值，填在该表中。

⑵ 同相比例放大器实验电路如图J5-2所示。

预习要求：①分析图J5-2同相比例放大器的主要特点（包括反馈类型），求出表J5-2各理论估算值。

②熟悉实验任务，自拟实验步骤，并做好实验记录准备工作。

图J5-2同相比例放大器表J5-2⑶电压跟随器实验电路如图J5-3所示预习要求：①分析图J5-3电路的特点，求出表J5-3中各理论估算值。

②熟悉实验任务，自拟实验步骤，并做好实验记录准备工作。

图J5-3电压跟随器实验步骤：在5号实验模板上，按图J5-3和表J5-3的要求连好线，分别测出表J5-3中各条件下的V值。

实验五 比例求和运算电路一、实验目的1.掌握用集成运算放大电路组成比例、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.示波器3.信号发生器 三、预习要求1.计算表5.1中的V O 和A f2.估算表5.2的理论值3.估算表5.3的理论值4.计算表5.4中的V O 值 5.计算表5.5中的V O 值 四、实验内容1.电压跟随电路实验电路如图5.1所示。

按表5.1内容实验并测量记录。

图5.1 电压跟随电路2.反相比例放大器按表5.2内容实验并测量记录。

3.同相比例放大电路电路如图5.3所示(1)按表5.3测量并记录表5.3对于同相比例电路运算电路，还要特别注意存在共模输入信号的问题，也就是说，要求集成运算放大器允许的共模输入电压范围必须大于实际的共模输入信号幅值。

并要求有很高的共模抑制比。

4.反相求和放大电路。

实验电路如图5.4所示。

按表5.4内容进行实验测量，并与预习计算比较。

图5.4 反相求和放大电路5.实验电路为图5.5所示。

五、实验报告1.总结本实验中5种运算电路的特点及性能。

2.分析理论计算与实验结果误差的原因。

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。

选择集成运算放大器时，首先应查阅手册，了解运放主要参数，一般为了减小闭环增益误差，提高放大电路的工作稳定性，应尽量选用失调温漂小，开环电压增益高，输入电阻高，输出电阻低的运算放大器通过这次实验，我掌握了利用集成运算放大器组成比例\求和电路的方法，了解了他们的特点和性能，并学会了集成运算放大电路的测试和分析方法。

在实验过程中，在同相和反相放大电路中测量数据的误差和别人有很多不同，这应该是实验器件的差别所造成的。