比例求和运算电路.docx
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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AfV0RFrifR1
ViR1
同相比例放大器AfV01RFr1AOdFrid
ViR1
R1
式中AOd为开环电压放大倍数F
R1RF
rid为差模输入电阻
当RF0或R1时，Af0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。
反相求和电路若Vi1Vi2，则双端输入求和电路式中：
RFVi1
RFVi2
R1
R2
RF
RF
RVi2
FVi1Vi2
R1//RF
R1
RR2//R3
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V0和Af
2、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V0值
5、计算表8-7中的V0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。
表8-1
Vi（V）
-2
-0.5
0
0.5
0.98
V0（V）
RL=∞
RL=5K1
4,96
2、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.
表8-2
直流输入电压Ui（mV）
30
100
300
980
3000
输出电压U0
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
表8-3
测试条件
理论估算值
实测值
ΔU0
RL开路，直流输入信号
Ui由0变为800mV
ΔUAB
ΔUR2
ΔUR1
ΔUOL
Ui=800mV
RL由开路变为5K1
（3）测量图8-2电路的上限截止频率。
3、同相比例放大器
实验电路如图8-3所示。
（1）按表8-4和8-5实验测量并记录。
图8-3同相比例放大器
表8-4
直流输入电压Ui（mV）
30
100
300
980
3000
输出电压U0
理论估算（mV）
实测值（mV）
10800
误差
表8-5
测试条件
理论估算值
实测值
ΔU0
RL开路，直流输入信号
Ui由0变为800mV
ΔUAB
ΔUR2
ΔUR1
ΔUOL
Ui=800mV
RL由开路变为5K1
（2）测出电路的上限截止频率
4、反相求和放大电路.实验电路如图8-4所示。
图8.4反相求和放大电路
按表8-6内容进行实验测量，并与预习计算比较
表8-6
Vi1（V）
0.56
Vi2（V）
0.268
VO（V）
0.84
5、双端输入求和放大电路
实验电路为图8-5所示
图8-5双端输入求和电路按表8.7要求实验并测量记录。
表8-7
Vi1（V）
1
2
0.2
Vi2（V）
1
VO（V）
9.8
六、实验报告
l、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。
1.电压跟随器
特点及性能：
输出电压与输入电压幅值相等、相位相同，呈现“跟随”关系
2.反相比例放大器
特点及性能：
（1）深度电压并联负反馈，存在“虚地”现象，共模输入电压小。
（2）输入电压与输出电压的幅值成正比，相位相反，比例系数的数值可以大于1、等于1、小于1.
3）输入电阻不高，输出电阻很低
3.同相比例放大器
特点及性能：
4）深度电压串联负反馈，不存在“虚地”现象（5）输出电压与输入电压的幅值成正比，相位相同，比例系数恒大于1。
3）输入电阻很高，输出电阻很低
4.反向求和放大电路
特点及性能：
（6）存在“虚地”现象，共模电压很小（7）调节灵活方便，改变输出电压与该路输入电压之间的比例关系时，对其他电路没有影响。
8）多个输入信号通过电流相加的方法实现电压的相加。
5.双端输入求和放大电路
特点及性能：
（1）实现了差分比例运算（减法运算）
（2）不存在“虚地”现象，输入端存在较高的共模输入电压。
（3）对元件的对称性要求较高。
实验误差分析：
（1）温度对集成运算放大器、电路元件和示波器的影响。
（2）读数与测量误差。
（3）对集成运放的各项技术指标的理想化并不实际。
（4）输入失调电压、电流温漂不一定降至零。
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