比例求和運(yùn)算電路9p

1、實(shí)驗(yàn)四比例求和運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用集成運(yùn)算放大器組成比例、求和電路的特點(diǎn)及性能。2學(xué)會(huì)上述電路的測(cè)試和分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. 數(shù)字萬(wàn)用表2. 信號(hào)發(fā)生器3. 雙蹤示波器其中，模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到直流穩(wěn)壓電源模塊，元器件模組以及“比例求和運(yùn)算電 路”模板。三、實(shí)驗(yàn)原理（一）、比例運(yùn)算電路1. 工作原理a .反相比例運(yùn)算,最小輸入信號(hào)U i min等條件來(lái)選擇運(yùn)算放大器和確定外圍電路元件參數(shù) 如下圖所示。10k qRfVo oF2接地。輸出電輸入電壓Ui經(jīng)電阻R1加到集成運(yùn)放的反相輸入端，其同相輸入端經(jīng)電阻 壓UO經(jīng)R接回到反相輸入端。通常有：R 2=R/R f由于虛斷，有I +=0

2、，則u+=-I +R=0。又因虛短，可得：u-=u+=0由于I-=0，則有=if，可得:Ui - U _ _ U U。R 1R F由此可求得反相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)為:反相比例運(yùn)算電路的輸出電阻為：FOf=0輸入電阻為：Ff=Rb.同相比例運(yùn)算A ufRifUoUiUiiiRfR1R的阻值應(yīng)為輸入電壓Ui接至同相輸入端，輸出電壓Uo通過(guò)電阻R仍接到反相輸入端R=R/R foRi根據(jù)虛短和虛斷的特點(diǎn)，可知 1-=1+=0,則有u_=UoRi +Rf且 U-=U+=Ui，可得： 'Uo =UiRi + RfA ufoRiUi同相比例運(yùn)算電路輸入電阻為:RifUiii輸出電阻：Rof=

3、0以上比例運(yùn)算電路可以是交流運(yùn)算，也可以是直流運(yùn)算。輸入信號(hào)如果是直流，則需加調(diào)零 電路。如果是交流信號(hào)輸入，則輸入、輸出端要加隔直電容，而調(diào)零電路可省略。（二）求和運(yùn)算電路1. 反相求和根據(jù)“虛短”、“虛斷”的概念UoUii Ui2Uo十 1 =R R2Rf當(dāng)R=R=R,則 詈2小2)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、.電壓跟隨電路實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。按表1內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量并記錄。理論計(jì)算：二 二二得到電壓放大倍數(shù)：'-即：ui=U+=U-=U圖1電壓跟隨器表1 ：電壓跟隨器直流輸入電壓Vi （v）-2-0.500.51輸出電壓Vo（v）R|=mRl=5.1k從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出基本滿(mǎn)足輸入等于輸出2

4、、反相比例電路理論值：（Ui-U-）/10K=（ U-UO） /100K 且 U+=U-=O故 UO=-10Ui。實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示：直流輸入電壓輸入Vi （mv）3010030010003000輸出電壓Vo（v）理論值實(shí)測(cè)值誤差圖2:反向比例放大電路（1）、按表2內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量并記錄. 表2:反相比例放大電路（1）（2 ）、按 表3進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)測(cè)量 并記錄。 表三：反相比例放大電路（2）測(cè)試條件被測(cè)量理論估算值實(shí)測(cè)值R-開(kāi)路，直流輸入信號(hào) V由0變?yōu)?00mV V0 VaB Vr2 Vr1Vi=800mV, R由開(kāi)路變?yōu)?.1K V0L其中RL接于VO與地之間。表中各項(xiàng)測(cè)量值均為 Ui=0及

5、Ui=800mV寸所得該項(xiàng)量值之差。測(cè)量結(jié)果：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1得出輸出與輸入相差-10倍關(guān)系，基本符合理論，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（2）主 要驗(yàn)證輸入端的虛斷與虛短。3、同相比例放大電路理論值：Ui/1OK=( Ui-UO) /100K 故 UO=11U。 實(shí)驗(yàn)原理圖如下：圖3:同相比例放大電路(1)、按表4和表5內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量并記錄 表4:同相比例放大電路(1)直流輸入電壓Ui (mV3010030010003000輸出電壓Uo (mV理論估算(mV實(shí)測(cè)值誤差5:表同相比例放大電路(2)測(cè)試條件被測(cè)量理論估算值實(shí)測(cè)值R無(wú)窮，直流輸入信號(hào) V由0變?yōu)?00mV V0 Vab Vr2 VriVi=800mV，R

6、由開(kāi)路變?yōu)?.1K Vdl以上驗(yàn)證電路的輸入端特性，即虛斷與虛短4、反相求和放大電路理論計(jì)算：UO=-RF/R* (Ui1+Ui2 ) 實(shí)驗(yàn)原理圖如下：實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:直流輸入電壓 Vi1 (V)0.3v-0.3直流輸入電壓Vi2 (V)0.2v0.2理論值(V)輸出電壓V0 (V)5、雙端輸入求和放大電路理論值：UO=( 1+RF/R1) *R3/( R2+R3 *U2-RF/R1*U1 實(shí)驗(yàn)原理圖如下：100k實(shí)驗(yàn)結(jié)果:直流輸入電壓 Vi1 (V1v2v0.2v直流輸入電壓Vi2 (V0.5v1.8v-0.2v理論值(V)輸出電壓V0 (V)五、實(shí)驗(yàn)小結(jié)及感想1 總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中5種運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。電壓跟隨電路：所測(cè)得的輸出電壓基本上與輸入電壓相等，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，誤差很小。反向比例放大器，所測(cè)數(shù)據(jù)與理論估算的誤差較小，但當(dāng)電壓加到3V時(shí)，理論值與實(shí)際值不符，原因是運(yùn)算放大器本身的構(gòu)造。同相比例放大運(yùn)算器，所測(cè)數(shù)據(jù)與理論估算的誤差較小，但當(dāng)電壓加到3V時(shí)，理論值與實(shí)際值不符，原因是運(yùn)算放大器本身的構(gòu)造。2 分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的原因。在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，試驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)與理論估算的數(shù)據(jù)基本一致，仍存在一定的誤 差。誤差分析：1、 可能是電壓調(diào)節(jié)的過(guò)程中存在著一些人為的誤差因素。2、 可能是所給的電壓表本身帶有一定的誤差。3、 實(shí)驗(yàn)中的導(dǎo)線存在一定的