运算电路实验报告38536.pdf

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1、-.z.实验报告 课程名称：_模拟电子技术实验_指导教师：_ _成绩：_ 实验名称：实验 13 根本运算电路 实验类型：_ 同组学生*：_ 一、实验目的和要求必填 二、实验内容和原理必填 三、主要仪器设备必填 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析必填 七、讨论、心得 一.实验目的和要求 1、研究集成运放组成的比例、加法和积分等根本运算电路的功能。2、掌握集成运算放大电路的三种输入方式。3、了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。4、理解在放大电路中引入负反响的方法和负反响对放大电路各项性能指标的影响。二.实验内容和原理 1.实现两个信号的反相加法运算。2.

2、实现同相比例运算。3.用减法器实现两信号的减法运算。4.实现积分运算。5.用积分电路将方波转换为三角波。运放 a741 介绍：集成运算放大器简称集成运放是一种高增益的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同，有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。集成运放在实际运用中，都必须用外接负反响网络构成闭环放大，用以实现各种模拟运算。a741 引脚排列：三.主要仪器设备 示波器、信号发生器、晶体管毫伏表 运算电路实验电路板 a741、电阻电容等元件 四.操作方法和实验步骤 1.实现两个信号的反相加法运算 r frf vvvos1s2r2 r1 通过该电路可实现两个信号的反相加法运算。为了消除运放

3、输入偏置电流及其漂移造成的运算误差，需在运放同相端接入平衡电阻 r3，其阻值应与运放反相端地外接等效电阻相等，即要求 r3=r1/r2/rf。测量出输入和输出信号的幅值，并记录示波器波形。本卷须知：被加输入信号可以为直流，也可以选用正弦、方波或三角波信号。但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响和输出幅度的限制。为防止出现自激振荡和饱和失真，应该用示波器监视输出电压波形。为保证电路正确，应对输出直流电位进展测试，即保证零输入时为零输出。2.实现同相比例运算 电路特点是输入电阻比较大，电阻 r 同样是为了消除偏置电流的影响，故要求 r=rl/rf。rf vo 1rvs 1 实验步骤：(1)测

4、量输入和输出信号幅值，验证电路功能。(2)测出电压传输特性，并记录曲线。电压传输特性是表征输入输出之间的关系曲线，即 vo=f(vs)。-.z.同相比例运算电路的输入输出成比例关系。但输出信号的大小受集成运放的最大输出电压幅度的限制，因此输入输出只在一定范围内是保持线性关系的。电压传输特性曲线可用示波器来观察。(3)测量出输入和输出信号的幅值，并记录示波器波形。3.用减法器实现两信号的减法运算 差分放大电路即减法器，为消除运放输入偏执电流的影响，要求 r1=r2、rf=r3。vrfv vos2s1 r1 把实验数据及波形填入表格。实验本卷须知同前。4.实现积分运算 1 vo r1c vt s

5、r1c vdt s t 电路原理：积分电路如上图所示，在进展积分运算之前，将图中 k1 闭合，通过电阻 r2 的负反响作用，进展运放零输出检查，在完成零输出检查后，须将 k1 翻开，以免因 r2 的接入而造成积分误差。k2 的设置一方面为积分电容放电提供通路，将其闭合即可实现积分电容初始电压vc(0)=0。另一方面，可控制积分起始点，即在参加信号 vs 后，只要 k2 一翻开，电容就将被恒流充电，电路也就开场进展积分运算。p.4 实验名称：_实验 13 根本运算电路 *：*：实验步骤：用示波器观察输出随时间变化的轨迹，记录输入信号参数和示波器观察到的输出波形。(1)先检查零输出，将电容 c 放

6、电；(2)将示波器按钮置于适当位置:将光点移至屏幕左上角作为坐标原点；轴输入耦合选用dc；触发方式采用norm；(3)参加输入信号(直流)，然后将 k2 翻开，即可看到光点随时间的移动轨迹。5.用积分电路将方波转换为三角波 电路如下列图。图中电阻 r2 的接入是为了抑制由 iio、vio 所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。在 t<<22=r2c的条件下，假设 vs 为常数，则 vo 与 t 将近似成线性关系。因此，当 vs 为方波信号并满足 tp<<2 时tp 为方波半个周期时间，则 vo 将转变为三角波，且方波的周期愈小，三角波的线性愈好，但三角波的幅度将随之

7、减小。实验步骤及数据记录：接三种情况参加方波信号，用示波器观察输出和输入波形，记录线性情况和幅度的变化。tp<<2 tp 2 tp>>2 五、实验数据记录与处理、实验结果与分析 1、反相加法运算-.z.p.5 实验名称：_实验 13 根本运算电路 *：*：由于 rfrf vovvrs1rs2=-(10vs1+10vs2)1 2 理论上 vo=11.2v，实际 vo=9.90v，相对误差 11.6%。误差分析：检查零输入时，vo=0.5v 左右即使仿真也有几百微伏，并非完全为零，因此 加上信号测量时会有 一定的误差。测量 vo 过程中，毫伏表示数时有时无，通过按压电路板与

8、接线处都会使毫伏表示数产生一定的波动，可见电路本身并不稳定。本实验读数是毫伏表屡次稳定在该数值时读取，但依然不可防止地由于电路元件实际值存在一定的误差范围、夹子连接及安放位置导致的读数不稳定、以及局部视差原因，导致误差的存在。2、同比例运算 20v rfv由于 o v s=11vo，理论上 vo=5.61v，相对误差 0.2%。误差分析同前。1r1 0v-20v 0v v(vo)v(vi)0.4v 0.8v 1.2v 1.6v 2.0v 输出信号的大小受集成运放的最大输出电压幅度的限制，由仿真结果可见，输入输出在0-1.3v 内是保持线性关系的。篇二：比例求和运算电路实验报告 比例求和运算电路

9、实验报告 一、实验目的 掌握用集成运算放大器组成比例求和电路的特点和性能；学会用集成运算放大电路的测试和分析方法。二、实验仪器 数字万用表；示波器；信号发生器。三、实验内容 .电压跟随器 实验电路如图 6-1 所示：理论值：ui=u+=u-=u 图 6-1 电压跟随器 按表 6-1 内容实验并记录。表 6-1 .反相比例放大电路 实验电路如图 6-2 所示：理论值：ui-u-/10k=u-uo/100k 且 u+=u-=0 故 uo=-10ui 图 6-2 反相比例放大器 1按表 6-2 内容实验并测量记录：表 6-2-.z.发现当 ui=3000 mv 时误差较大。2按表 6-3 要*验并测

10、量记录：表 6-3 其中 rl 接于 vo 与地之间。表中各项测量值均为 ui=0 及 ui=800mv 时所得该项测量值之差。.同相比例放大器 电路如图 6-3 所示。理论值：ui/10k=ui-uo/100k 故 uo=11ui 图 6-3 同相比例放大电路 1按表 6-4 和 6-5 实验测量并记录。表 6-5 .反相求和放大电路 实验电路如图 6-4 所示。理论值：uo=-rf/r*ui1+ui2 图 6-4 反相求和放大器 按表 6-6 内容进展实验测量，并与预习计算比较。表 6-6 .双端输入差放放大电路 实验电路如图 6-5 所示。理论值：uo=1+rf/r1*r3/r2+r3*

11、u2-rf/r1*u1 篇三：集成运放根本运算电路实验报告 实验七 集成运放根本运算电路 一、实验目的 1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等根本运算电路的功能。2、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响电路时，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，满足以下条件的运算放大器称为理想运放。开环电压

12、增益 aud=输入阻抗 ri=输出阻抗 ro=0 带宽 fbw=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 uo 与输入电压之间满足关系式 uoaudu+u 由于 aud=，而 uo 为有限值，因此，u+u0。即 u+u，称为虚短。2由于 ri=，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即 iib0，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根本原则，可简化运放电路的计算。根本运算电路 1.加法器是指输出信号为几个输入信号之和的放大器。用数学式子表示为：y=*1+*2+*n i1+i2+i3+in =if vi1vi2vv i3in=if

13、 r r r r-.z.于是有 v0=rfr(vi1+vi2+vi3+vin)如果各电阻的阻值不同，则可作为比例加法器，则有 rfrfrf v0vi1vi2vin r2rnr1 2、减法器是指输出信号为两个输入信号之差的放大器。用数学关系表示时，可写为：y=*1-*2 以下列图为减法器的根本构造图。由于 va=vb rfvvavav0 i2i1ifvbvi2 r1rfr1rf r3=rf r 所以 v0fvi1vi2 r1 3、积分器是指输出信号为输入信号积分后的结果，用数学关系表示为：y*dt t 右图是最根本的积分器的构造图。这里反响网络的一个局部用电容来代替电阻，则有：iiic 上式表示

14、了输出信号是输入信号积分的结果。4、微分器。微分是积分的反运算，微分器是指输出信号为输入信号微分运 d*算的结果。用数学式子表示为：y dt 以下列图示出微分器的根本原理图，利用虚断和和虚短的概念，可以建立以下关系式：三、实验设计要求 要求根据实验原理设计反相加法运算电路、减法运算电路、积分运算电路，并设计数据记录表格。1、整理实验数据，画出波形图注意波形间的相位关系。2、将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。3、分析讨论实验中出现的现象和问题。实验提示：实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。四、实验参考方案 1.反相比例放大电

15、路 2.反相加法运算电路 1)按以下列图连接实验电路。2)调节信号源的输出。用交流毫伏表或示波器测量输入电压 vi 及 a、b 点 电压 va 和 vb，及输出电压 vo，数据记入表 52。3.减法运算电路 六、思考题 为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？-.z.答；实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。误差分析 1.在测定时，我们只测量了一次，没有屡次测量取平均值。可能会给实验带来一定 的误差。2.由于实验器材的限制，手动调节，存在较大误差，3.本次试验使用了示波器，实验仪器自身会产生误差；4.实验电路板使用次数较多，电阻值、电容值会有

16、误差；篇四：实验六 比例求和运算电路实验报告 模拟电子技术 实验报告 篇五：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。如以下列图所示。10k 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

17、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：uiuuuo r1rf uorf aufur1 i 由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为：u rifir1ii 反相比例运算电路的输出电阻为：rof=0 输入电阻为：rif=r1 b同相比例运算 10k 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

18、 u-=u+=ui，可得：r1 uoui r1rfauf r1 uo-.z.r1rf uor1f uir1 同相比例运算电路输入电阻为：rif输出电阻：rof=0 ui 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 rrui1ui2u o uo(fui1fui2)r1r2r1r2rf 当 r1=r2=r，则 uorf(ui1ui2)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。按表 1 内容进展实验测量并记录。理

19、论计算：得到电压放大倍数：即：ui=u+=u-=u 图 1 电压跟随器 从实验结果看出根本满足输入等于输出。2、反相比例电路 理论值：ui-u-/10k=u-uo/100k 且 u+=u-=0 故 uo=-10ui。实验电路如图 2所示：图 2：反向比例放大电路 1、按表 2 内容进展实验测量并记录.表 2:反相比例放大电路1 2、按表 3 进展实验测量并记录。量值之差。测量结果：从实验数据 1 得出输出与输入相差-10 倍关系，根本符合理论，实验数据2 主要验证输入端的虚断与虚短。3、同相比例放大电路 理论值：ui/10k=ui-uo/100k 故 uo=11ui。实验原理图如下：图 3：同相比例放大电路 1、按表 4 和表 5 内容进展实验测量并记录 表 4:同相比例放大电路1 4、反相求和放大电路 理论计算：uo=-rf/r*ui1+ui2 实验原理图如下：5、双端输入求和放大电路 理论值：uo=1+rf/r1*r3/r2+r3*u2-rf/r1*u1 实验原理图如下：五、实验小结及感想 1总结本实验中 5 种运算电路的特点及性能。电压跟随电路：所测得的输出电压根本上与输入电压相等，实验数据准确，误差很小。反向比例放大器，所测数据与理论估算的误差较小，但当电压加到 3v 时，理论值与实际值不符，原因是运算放大器本身的构造。