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比例加减运算电路

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加减法运算电路设计

加减法运算电路设计

电子课程设——加减法运算电路设计￥学院：电信息工程学院;专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：闫晓梅2014年12月 19日加减法运算电路设计一、设计任务与要求#1.设计一个4位并行加减法运算电路，输入数为一位十进制数，2.作减法运算时被减数要大于或等于减数。

灯组成的七段式数码管显示置入的待运算的两个数，按键控制运算模式，运算完毕，所得结果亦用数码管显示。

4.系统所用5V电源自行设计。

二、总体框图1.电路原理方框图：%图2-1二进制加减运算原理框图2.分析：如图1-1所示，第一步置入两个四位二进制数（要求置入的数小于1010），如（1001）2和（0111）2，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9和7；第二步通过开关选择运算方式加或者减；第三步，若选择加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步，前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。

例如：若选择加法运算方式，则（1001）2+（0111）2=（10000）2十进制9+7=16，并在七段译码显示器上显示16；若选择减法运算方式，则（1001）2-（0111）2=（00010）2十进制9-7=2，并在七段译码显示器上显示02。

三、选择器件~1.器件种类：}^表3-12.重要器件简介：（1）[（2）. 4位二进制超前进位加法器74LS283：完成加法运算使用该器件。

1).74LS283 基本特性：供电电压：输出高电平电流：输出低电平电流： 8mA。

2).引脚图：图3-1引出端符号:A1–A4 运算输入端B1–B4 运算输入端《C0 进位输入端∑1–∑4 和输出端C4 进位输出端3）.逻辑符号:图3-2 4).内部原理图：-图3-3 5）.功能表：表3-2（3）异或门：74LS861).引脚图： 2）.逻辑符号：、图3-4 图3-53）. 逻辑图：图3-6·4）.真值表：表3-3分析：异或：当AB不相同时, 结果才会发生。

6.1基本运算电路

6.1基本运算电路

1
t
(U
0.1m s
I
)dt
uO
(0.1ms)
5
(
t
0.1ms)
5
uo
(0.3
ms)
[
5 0.1ms
(0.3ms
0.1ms)ຫໍສະໝຸດ 5]V5V
正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分．
例6.1.3 积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为10V， t =0 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
用压控电流源代 替了差分放大电 路中的恒流源。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
当 uY >> uBE3 时，iC3≈uY/RE
V1、V2管的跨导
gm
I E1 UT
iC3 2U T
uY
2REU T
uO
β
RC rbe
uX
gm RCuX
KuX uY
K RC
当rbIeC1、rbI'uCe Y2较有小限/时制g，m：必须为正且应较2R大EU。T
6.1.2 加减运算电路
一、求和运算电路
1. 反相求和运算电路
平衡电阻
R3 =R1 // R2 // RF
电路特点： 输入信号均加至运放反相端
分析：
根据“虚短”“虚断”，可得
un up 0
if i1 + i2
故得
uo ui1 ui2 RF R1 R2
uo
RF
(
ui1 R1
ui2 R2
)
优点：调节方便。
特点：1. 信号加至反相端，反相放大或缩小电压信号。
2. un up 0，运放输入端虚地。 uic 0 ，故对 KCMR 的要求低。这两点也是所有反相运算电路的特点。

加法运算和减法运算电路

加法运算和减法运算电路

=8V
12
例：由三运放放大器组成的温度测量电路。
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui
_
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt ：热敏电阻
集成化:仪表放大器
13
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui _
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt f (TC)
( RP2 // R RP1 RP 2 //
R ui1
RP
RP1 // R 2 RP1 //
R
ui
2
)
(R1 Rf )Rf R1 R f
( RP1
//
RP 2
//
R)(
ui1 RP1
ui 2 ) RP 2
将RP= RN的条件代入可得：
uo
Rf
( ui1 RP1
ui 2 RP 2
)
在RP1=
RP2
ui1
可以变为：
uo ui2 ui1
反相输入结构的减法电路，由于出现虚地，放大电路没
有共模信号，故允许 ui1 、ui2 的共模电压范围较大，且输
入阻抗较低。在电路中，为减小温漂提高运算精度，同相端
须加接平衡电阻。
4
6.2.2 减法运算电路
1、差动减法器
由Ui1产生的输出电压为：
uo
Rf R1

多级运算电路实验报告(3篇)

多级运算电路实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解多级运算电路的工作原理及特点。

2. 掌握多级运算电路的设计方法。

3. 学习使用电子实验设备，如信号发生器、示波器、数字万用表等。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理多级运算电路是由多个基本运算电路组成的，通过级联多个基本运算电路，可以实现对信号的放大、滤波、调制、解调等功能。

本实验主要涉及以下几种基本运算电路：1. 反相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大或衰减，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。

2. 同相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。

3. 加法运算电路：该电路可以将多个信号相加，输出信号为各输入信号的代数和。

4. 减法运算电路：该电路可以实现信号的相减，输出信号为输入信号之差。

三、实验仪器与设备1. 信号发生器：用于产生实验所需的输入信号。

2. 示波器：用于观察实验过程中信号的变化。

3. 数字万用表：用于测量电路的电压、电流等参数。

4. 电阻、电容、二极管、运放等电子元器件。

5. 电路板、导线、焊接工具等。

四、实验内容与步骤1. 设计并搭建反相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。

2. 设计并搭建同相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。

3. 设计并搭建加法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。

4. 设计并搭建减法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。

5. 分析实验数据，验证实验结果是否符合理论计算。

五、实验结果与分析1. 反相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。

分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。

实验结果与理论计算基本一致。

2. 同相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。

分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。

实验结果与理论计算基本一致。

第5章信号运算电路

第5章信号运算电路
值，可由采样/保持电路实现。当输入信号上升 大于前次采样的信号时，电路处于采样状态，并 且跟踪输入信号；当输入信号下降时，电路处于 保持状态。电路的输出为一个周期内的峰值。
由同相运算放大器构成的峰值检测电路如下 图所示。其中(a)、(b)分别为正、负峰值检测电 路。
以(a)为例：当ui大于UC时，D2截止，D1导通， 电路实现采样u0=ui 。当ui下降，IC1同相电位低 于反相电位时， IC1 为跟随器，D1截止，D2导
uic 0 Rif R ROf 0
uI uN uN uO
R
Rf
Af


Rf R
uo


Rf R
uI
5.1.3 差分比例运算放大电路 两个输入端均有输入，参数对称。
Af
u0 ui1 ui2
Rf R
5.2 加减运算电路
5.2.1 同相加法运算电路
其中：Rp=R1∥R2 ∥R3 ∥R4 RN=R∥Rf
uI
0
0
uo
t
uo
0
t
0
0 t
uo
0 t
uO


1 RC

U Im sint(
dt)
UIm cost RC
二、比例积分电路
在模拟电子控 制技术中，可用运 算放大器来实现比 例积分电路，即PI 调节器，其线路如 图所示。
C1 R1
+
R0
Uin
A
+
Uex
+
Rbal
比例积分（PI）调节器
PI输入输出关系如何？
下面介绍各种运算电路的结构、特点和应用。
5.1 比例运算放大电路

基本运算电路

基本运算电路
电路与模拟电子技术
基本运算电路
• 比例运算电路 • 加减运算电路 • 积分和微分运算电路 • 对数和反对数电路 • 乘法和除法运算电路
1.1 比例运算电路
• 反相比例电路
1.1 比例运算电路
• 同相比例电路
【例】 电路如图所示，已知U0=-55Ui，其余参 数如图中所示，R3和R6为平衡电阻，试求R5的 阻值。
• 减法电路 双运放减法运算电路
例1.2 设计电路实现 uO 10uI1 5uI 2 4uI3
1.3 积分和微分运算电路
• 积分电路 基本积分电路
1.3 积分和微分运算电路
• 微分电路
1.4 对数和反对数电路
• 对数运算电路
对数运算电路
1.4 对数和反对数电路
• 反对数（指数）运算电路
解
由图可知，
A1构成同 相比例电
U o1
Uo
(1
R2 R1
)UiΒιβλιοθήκη 11UiR5 R4
U o1
R5 100
11U i
R5 500kΩ
55Ui
路，A2构 成反相比 例电路。
9.2.2 加减运算电路
• 加法电路
反相加法电路
同相加法电路
9.2.2 加减运算电路
• 减法电路
单运放减法运算电路
9.2.2 加减运算电路
基本反对数运算电路
1.5 乘法和除法运算电路
• 乘法运算电路
乘法运算的电路组成框图
1.5 乘法和除法运算电路
• 除法运算电路
除法电路
电路与模拟电子技术

比例及加减运算电路实验报告

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。

比例运算电路与加减运算电路教学探究


２ １ 同 相 比例运算与反相比例运算表达式的对称和统一
２ １ １ 同相 比例 运算 和反 相 比例 运 算 的输 入输 出 电压 关 系 表达 式 的 区别 利用 “ 虚短路” “ 虚 断路 ”和 “ 节 点电 流法 ”可 以推 导 出它们 各 自的输 入 电压 和输 出 电压 的关 系 式 ：
通 过 多个 输 入信 号 分别 作 用 于运 算 放大 器 的 同相 输入 端 和 反相 输入 端 ，来 实现 对所 输 入 信 号的 比 例和 加 减法 运 算 ， 由其 “ 虚短 路 ”和 “ 虚 断路 ”的特 点 ，再 结 合 节 点 电流法 和 叠加 原 理 可 以进 行各 种 比例 、 加减 的 运 算 ，且 外 部 电 阻决 定输 入信 号 的 比例 系 数 ． 但 是 学生 常 常 受到 繁 琐 的推 导和 众 多 的计 算 公 式 的困 扰 ，实 践证 明， 如果 在 一定 的条 件 下 ，恰 当地 分析 、 归 纳 ，充 分 地利 用 对称 性 和 统一 性 ，会 把繁 琐 的 问题 简 单 化 ，能进 一 步 提 高学 生 分析 问题 和 解 决 问题 的 效率 和
学生分析 问题和解决 问题 的效率和准确度
关键词 ：集成运算放 大器， 电路， 比例运算，加减运算
中图分类号 ：Ｇ６ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号：１ ６ ７ ３ — ２ ０ ６ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ７ ９ — ０ ３
比例运算和加减运算 电 路都是以集成运算放大器为核心元件构成 的，均设集成运放为理想运放，它们都是
输入 电阻和 反 相输 入 电 阻的 对称 性 ． 下面 推 导输 入输 出电 阻对 称情 况 下 的输 入输 出电压 的 关 系表 达 式 ．

运放组成的加减乘除等运算电路


uI1
uI1 =
0
uI2 使：uO2
(1
Rf R1
)u
法 2：利用虚短、虚断
u
uO R1 R1 Rf
uI1 Rf R1 Rf
uO2
(1
Rf R1
)
Rf R1 Rf
uI 2
一般 R1 = R1； Rf = Rf
u
uI2 Rf R1 Rf
u
uo = Rf /R1( uI2 uI1 )
uO = uO1 + uO2 = Rf / R1( uI2 uI1 )
u u 0
uI1
R1 i1
i1 i2 i3 iF
uI2
R2 i2
RF iF
uI1 uI2 uI3 uO
uI3
R3 i3 N - ∞
+
uO
R1 R2 R3 RF
P+
uO
RF
(
uI1 R1
uI2 R2
uI3 ) R3
RP
模 拟电子技术
2. 同相加法运算
R2 // R3 // R4
= R1// Rf
R3R4
RP R1 // (R2 R3 // R4 )
模 拟电子技术
二、同相比例运算
(1) 基本电路
u u uI i1 iF
uI uO uI ，
R1
Rf
uO
(1
Rf R1
)uI
特点：
Auf
1
Rf R1
1. 为深度电压串联负反馈，Auf = 1 + Rf /R1
2. 输入电阻大 Rif =
uI
uI'
R1'

加法运算和减法运算电路

R // R R // R R // R 2 f 1 f 1 2 u u u u i 1 i 2 o R R // R R R // R R R // R 1 2 f 2 1 f f 1 2
根据“虚短”的概念和RP= RN的条件可得：
u u u u i 3 i 4 i 1 i 2 u R ( ) o f R R R P 3 R P 4 1 P 2
R R R // R R // R 1 f P 2 P 1 u ( u u ) o i 1 i 2 R R R // R R R // R 1 P 1 P 2 P 2 P 1
( R R R u u 1 f) f i 1 i 2 ( R // R // R )( ) P 1 P 2 R R R 1 f P 1 R P 2
u u i1 i2 u R ( ) o f R R P 1 P 2 将RP= RN的条件代入可得： R f (u 在RP1= RP2 =R的情况下可得： u o i1 u i2) R
3
3、利用加法器和反相比例器实现减法器
R R f f u ( u u o i1 i2) R R 1 2 R R R R f f f f u ( u ( u )) u u 0 i 1 i 2 i 2 i 1 R R R R 1 2 2 1
R 240 k F
R k 1 24
R 30 k 2
u 10 u 8 u 20 u o i 1 i 2 i 3
uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
R 12 k 3
R 80 k 4
8
单运放的加减运算电路
u i 1 u i 2 u i 3 u i 4 u R ( ) o 5 R R R R 1 2 3 4
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测控电路实验报告
小组人员名单
班号1201131 组长
姓名李欣尤
电话
姓名学号姓名学号李欣尤1120110126
石洪宇1120110115
实验题目比例加减运算电路
实验类型
仿真
实验目的1.掌理解运算放大器的基本性质和特点。

2.熟悉集成运放构成的几种运算电路的结构及特点，测定其运算关系。

3.锻炼仿真能力。

实验
设计
仿真电路图：
仿真电路图如上，由此设计出的比例加减运算电路可以经过适当调整得到同相加法运算电路，反向加法运算电路以及减法运算电路。

实验步骤：
1.在Multisim软件上设计出比例加减运算电路；
2.对其进行变换得到各种运算电路（同相加法运算电路，反向加法运算电路以及减法
运算电路）。

实验设备设备名称型号/规格用途备注仿真软件Multisim 实验仿真
1
实验数据及处理1.同向加法运算电路
如图，输出567)6
O
U R R R VDD V
=++⨯=
（
2.反向加法运算电路
如图，输出567
-)-6
O
U R R R VDD V
=++⨯=
（
3.减法运算电路
如图，
213
O
U VDD VDD V
=-=
2
实验结论实验结论：设计的比例加减运算电路符合要求。

分析与讨论：设计初期有些迷茫，经过查找资料后经过一系列的思考，设计与修改终于完成了最终要求。

教师签字实验成绩
实验设计
操作与数据处理
3。