反相比例放大器公式

比例求和运算电路实验八 比例求和运算电路—、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 10R R V V A Fi f-==1R r if = 同相比例放大器 101R R V V A Fi f +== ()id Od r F A r +=1式中Od A 为开环电压放大倍数FR R R F +=11id r 为差模输入电阻当0=F R 或∞=1R 时，0=f 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，用运算实现求和运算时，可以采用反相输入方式，也可以采用同相输入或双端输入的方式，下面列出他们的计算公式。

反相求和电路 22110i Fi F V R R V R R V •+•-=若 21i i V V = ，则 ()210i i FV V RR V +=双端输入求和电路⎪⎭⎫ ⎝⎛-'=∑∑21120i i F V R R V R R R R V 式中：F R R R //1=∑ 32//R R R ='∑三、实验仪器 l 、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四、预习要求1、计算表8-l 中的V 0和A f2、估算表8-3的理论值3、估算表8-4、表8-5中的理论值 4、计算表8-6中的V 0值5、计算表8-7中的V 0值五、实验内容1、电压跟随器实验电路如图8-l所示.图8-l电压跟随器按表8-l内容实验并测量记录。

Vi（V）-2 -0.5 0 0.5 0.98V（V）RL=∞RL= 5K1 4,962、反相比例放大器实验电路如图8-2所示。

图8-2反相比例放大器(l) 按表8-2内容实验并测量记录.直流输入电压Ui（mV）30 100 300 9803000输出电压U理论估算（mV）实测值（mV）10800误差(2) 按表8-3要求实验并测量记录.测试条件理论估算值实测值ΔURL开路，直流输入信号ΔUABUi由0变为800mVΔUR2ΔUR1ΔUOLUi=800mVRL由开路变为5K1(3) 测量图8-2电路的上限截止频率。

反相比例电路实验报告实验目的：通过实验掌握反相比例电路的调试方法，掌握反相比例电路的各项参数的测量方法，并对其工作原理及应用有深入了解。

实验器材：函数信号发生器、多用表、电容、电阻、运算放大器实验原理：反相比例电路由一个运算放大器和两个电阻组成。

运算放大器的输入电阻极大，因此两个输入端的电流极小，可以近似认为为零。

运放内部有一电路结构,能够输出一个等于负载电阻 R2 与输入电阻 R1 比值的放大倍数，与输入电压 U1 间成反比的电压 Uo，即：Uo = -U1*R2/R1其中负号表示输出电压与输入电压的极性相反。

实验步骤：1. 准备好所需器材和元件，并组装电路，注意电路的连接正确无误。

2. 将多用表的一个端口接入电阻 R1 的一端，另外一个端口接入电阻 R2 的一个端口，通过读出端口电压的大小计算出 R2/R1 的数值，并记录下来。

3. 接通电源，开启函数信号发生器，将输出信号的频率设置为 1kHz，幅度为 5V 。

4. 将信号输入到输入端口，并通过多用表测量输出端口的电压，记录下其大小，通过计算来验证实验结果。

5. 更改输入信号的幅度，并记录下输出信号的幅度变化情况。

6. 更改电阻 R2 的数值，保持输入信号的幅度不变，记录下输出信号的大小和计算出的放大倍数，来验证实验结果。

实验结果：1. 计算出 R2/R1 的比值为2.5 。

2. 当输入信号幅度为 5V 时，输出信号的幅度为-12.5V；当输入信号幅度为 10V 时，输出信号的幅度为-25V。

3. 当电阻 R2 值从1kΩ 变为2kΩ 时，输出信号的幅度也变化了，从 -12.5V 变为 -25V。

本实验利用反相比例电路调试方法，成功地组装了反相比例电路。

通过实验可以得出：2. 反相比例电路与输入电压保持反向，其输出电压与输入电压正相关，且放大倍数为负值。

3. 在固定输入电压的情况下，电路的输出信号幅度随着电阻 R1 和 R2 的变化而变化。

反比例运算放大电路公式一、反比例运算放大电路的原理反比例运算放大电路是基于运算放大器（Operational Amplifier）的工作原理构建的。

运算放大器是一种高增益和高输入阻抗的电子放大器，具有两个输入端口（非反相输入端口和反相输入端口）和一个输出端口。

它的输出电压与输入电压之间满足以下公式：Vout = A * (V+ - V-)其中，Vout为输出电压，V+为非反相输入端口电压，V-为反相输入端口电压，A为运算放大器的开环增益。

二、反比例运算放大电路的公式1.无负反馈的反比例运算放大电路在无负反馈的情况下，可以通过在运算放大器的输出端口和反相输入端口之间串联一个电阻，再将输入信号接到非反相输入端口，从而构建反比例运算放大电路。

根据电路原理，输入电压Uin和输出电压Uout之间有以下关系：Uout = -Uin * (Rf / Rin)其中，Uin为输入电压，Uout为输出电压，Rf为反馈电阻，Rin为输入电阻。

2.有负反馈的反比例运算放大电路在有负反馈的情况下，可以通过在运算放大器的输出端口和反相输入端口之间串联一个电阻，再将输入信号接到非反相输入端口，并通过一个并联电阻连接输出端口和非反相输入端口，从而构建反比例运算放大电路。

根据电路原理，输入电压Uin和输出电压Uout之间的关系可以通过电路分析得到。

三、反比例运算放大电路的应用1.增益调节电路：反比例运算放大电路可以实现对输入信号的放大和逆转，用于控制电压倍数变化。

2.传感器信号调理电路：通过合理选择反馈电阻和输入电阻，反比例运算放大电路可以将传感器信号进行放大和逆转，以适应后续电路的工作要求。

3.电流采样电路：将输入电流转换为输出电压，可用于电流测量或电流控制等应用。

4.比例积分控制器：反比例运算放大电路可以用作比例积分控制器的核心元件，实现对系统的控制。

总结：反比例运算放大电路是一种常见的电子放大电路，通过运算放大器实现输入电压的放大和逆转。

实用文档
集成运算放大器按照输入方式可以分为同相、反相、差分三种接法，按照输入电压
与输出电压的运算关系可以分为比例、加法、减法、积分、微分等，输入方式和运算关系组
合起来，可以构成各种运算放大器。

1. 反相接法
（1）反相比例放大电路（图3.8a.1）的输入信号从运算放大器的反相输入端引入，输
出信号与输入信号反相，并按比例放大为
式中A0为运算放大器的开环电压放大倍数，rid为差模输入电阻。

在开环电压放大倍数
及差模输入电阻极大的条件下，可把运算放大器看作是理想的，则上式可以简化为
电压放大倍数
集成运算放大器的输入级是由差动放大电路组成，它要求反相和同相输入端的外电阻相
等，因此要在同相输入端接入平衡电阻
图3.8a.1 反相比例放大电路
.。

集成运算放大器的基本运算电路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。

基本运算电路（1)反相比例运算电路电路如图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uO＝-ui图1 反相比例运算电路为了减小输入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)同相比例运算电路图2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)ui当R1→∞时，uO=ui，即得到如图3所示的电压跟随器。

图中R2=RF，用以减小漂移和起保护作用。

一般RF取10KΩ，RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。

图2 同相比例运算电路图3 电压跟随器(3)反相加法电路电路如图4所示。

图4 反相加法运算电路输出电压与输入电压之间的关系为uO=()R3=R1||R2||RF (4) 减法运算电路对于图5所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式uO=(ui2-ui1)图5 减法运算电路(5)积分运算电路反相积分电路如图6所示。

在理想化条件下，输出电压uo等于uo(t)= —式中“—”号表示输出信号与输入信号反相。

uc(o)是t=0时刻电容C两端的电压值，即初始值。

图6 积分运算电路如果ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设uc(o)=0，则—即输出电压uo(t)随时间增长而线性下降。

显然时间常数R1C的数值大，达到给定的uo值所需的时间就长。

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制。

在进行积分运算之前，首先应对运放调零。

为了便于调节，将图中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用帮助实现调零。

但在完成调零后，应将K1打开，以免因R2的接入造成积分误差。

K2的设置一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压uc(o)=0。