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文本内容:
实验报告课程名称——模拟电子技术实验__指导老师——成绩:_______实验名称实验13基本运算电路实验类型:__同组学生姓名—
一、实验目的和规定(必填)
二、实验内容和原理(必填)
三、重要仪器设备(必填)
四、操作方法和实验环节
五、实验数据记录和解决
六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得一.实验目的和规定
1、研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能
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•”问题
4、理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈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.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口a
741.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,都必须用外接负反馈网络构成闭环放大,用以实现各种模拟运算pa741引脚排列三.重要仪器设备示波器、信号发生器、晶体管毫伏表运算电路实验电路板□a
741、电阻电容等元件四.操作方法和实验环节.实现两个信号的反相加法运算rfrfvvvosls2r2r1a.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拟定外围电路元件参数如下图所示10kG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u经rf接回到反相输入端通常有r2=ri//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il=if可得uiuuuorlrfuorfaufurli由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为?rifirlii反相比例运算电路的输出电阻为rof=0输入电阻为:rif=rlb.同相比例运算10kw输入电压ui接至同相输入端,输出电压u通过电阻rf仍接到反相输入端r2的阻值应为r2=r1//rfo根据虚短和虚断的特点,可知i-=i+=0则有u且u—=u+=ui可得rluouir1rfaufr1uorlrfuor1fuir1同相比例运算电路输入电阻为rif输出电阻rof=0uiii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假如是直流,则需加调零电路假如是交流信号输入,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rruilui2uouofuilfui2r1r2r1r2rf当r1=r2=r则uorfui1ui2r
四、实验内容及环节
1、.电压跟随电路实验电路如图1所示按表1内容进行实验测量并记录理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基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=-10uio实验电路如图2所示图2:反向比例放大电路
1、按表2内容进行实验测量并记录.表2反相比例放大电路
12、按表3进行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一10倍关系,基本符合理论,实验数据2重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—u/100k故uo=lluio实验原理图如下图3:同相比例放大电路
1、按表4和表5内容进行实验测量并记录表4同相比例放大电路
14、反相求和放大电路理论计算u=-rf/r*uil+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/rl*r3/r2+r3*u2-rf/rl*ul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基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,因素是运算放大器自身的构造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输入偏置电流及其漂移导致的运算误差,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,即规定r3=rl//r2//rfo测量出输入和输出信号的幅值,并记录示波器波形注意事项碘加输入信号可认为直流,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劭防止出现自激振荡和饱和失真,应当用示波器监视输出电压波形
⑨保证电路对的,应对输出直流电位进行测试,即保证零输入时为零输出.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,故规定r=rl//rforf7volrvs1实验环节1测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=fvs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测3测量出输入和输出信号的幅值,并记录示波器波形.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,规定rl=r2rf=r
3.vrfvvos2sir1把实验数据及波形填入表格实验注意事项同前.实现积分运算1vo9*rlcvtsr1cvdtst电路原理积分电路如上图所示,在进行积分运算之前,将图中kl闭合,通过电阻r2的负反馈作用,进行运放零输出检资,在完毕零输出检资后,须将kl打开,以免因r2的接入而导致积分误差k2的设立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vc0=0o另一方面,可控制积分起始点,即在加入信号vs后,只要k2一打开,电容就将被恒流充电,电路也就开始进行积分运算P.4实验名称:实验13基本运算电路姓名学号实验环节用示波器观测输出随时间变化的轨迹,记录输入信号参数和示波器观测到的输出波形1先检查零输出,将电容c放电;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;?y轴输入耦合选用、dc〃;触发方式采用norm〃;3加入输入信号直流,然后将k2打开,即可看到光点随时间的移动轨迹.用积分电路将方波转换为三角波电路如图所示图中电阻r2的接入是为了克制由ii、vi所导致的积分漂移,从而稳定运放的输出零点在i2=r2c的条件下,若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tplt11;12时1^为方波半个周期时间,则V将转变为三角波,旦方波的周期愈小,三角波的线性愈好,但三角波的幅度将随之减小实验环节及数据记录接三种情况加入方波信号,用示波器观测输出和输入波形,记录线性情况和幅度的变化tplt;lt;t2tp2tpgt;gt;t2
五、实验数据记录与解决、实验结果与分析
1、反相加法运算p.5实验名称实验13基本运算电路姓名学号由于rfrfvovvrs1rs2=-1Ovs1+1Ovs212理论上vo=ll.2v实际vo=
9.90v相对误差
11.6%误差分析颂查零输入时,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
②UJ量vq过程中,亳伏表达数时有时无,通过按压电路板与接线处都会使室伏表达数产生一定的波动,可见电路自身并不稳定本实验读数是亳伏表多次稳定在该数值时读取,但仍然不可避免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、以及部分视差因素,导致误差的存在
2、同比例运算20vrfv由于???vs=l1v,理论上vo=
5.61v相对误差
0.2%误差分析同前?lr10V-20vOvvvovvi
0.4v
0.8v2v6vOv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实验报告
一、实验目的雷提用集成运算放大器组成比例求和电路的特点和性能;
②X会用集成运算放大电路的测试和分析方法
二、实验仪器学字万用表;颔波器;
③言号发生器
三、实验内容i.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—1II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发现当ui=3000mv时误差较大2按表6—3规定实验并测量记录表6-3其中rl接于V与地之间表中各项测量值均为ui=0Sui=800iTiv时所得该项测量值之差iii■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=llui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6-5iv.反相求和放大电路实验电路如图6-4所示理论值uo=-rf/r*uil+ui2图6-4反相求和放大器按表6—6内容进行实验测量,并与预习计算比较表6-6V.双端输入差放放大电路实验电路如图6—5所示理论值u=1+rf/r1*r3/r2+r3*u2-rf/rl*ul篇三集成运放基本运算电路实验报告实验七集成运放基本运算电路
一、实验目的
1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能
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抱负运算放大器特性在大多数情况下,将运放视为抱负运放,就是将运放的各项技术指标抱负化,满足下列条件的运算放大器称为抱负运放开环电压增益aud=g输入阻抗ri=8输出阻抗ro=0带宽fbw=~失调与漂移均为零等抱负运放在线性应用时的两个重要特性1输出电压u与输入电压之间满足关系式uo=auduH—u-由于aud=8而uo为有限值,因此,u+-u-*0即u+*u-称为虚短〃2由于ri=8故流进运放两个输入端的电流可视为零,即iib=0称为虚断〃这说明运放对其前级吸取电流极小卜.述两个特性是分析抱负运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算基本运算电路.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达为y=x1+x2++xnil+i2+i3+4-in=ifvilvi2vvi3in=ifrrrr于是有v0=rfrvil+vi2+vi3++vin假如各电阻的阻值不同,则可作为比例加法瑞,则有rfrfrfv0vi1vi2vinr2rnrl
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达时,可写为y=x1—x2下图为减法器的基本结构图由于va=vbrfvvavavOi2ilifvbvi2rIrfrlrf(已知r3=rf)r所以vOfvilvi2r
13、积分器是指输出信号为输入信号积分后的结果,用数学关系表达为Vxdtt右图是最基本的积分器的结构图这里反馈网络的一个部分用电容来代替电阻,则有iiic7上式表达了输出信号是输入信号积分的结果
4、微分渊微分是积分的反运算,微分渊是指输出信号为输入信号微分运dx算的结果用数学式子表达为ydt下图示出微分器的基本原理图,运用虚断〃和和虚短〃的概念,可以建立以下关系式
三、实验设计规定规定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,并设计数据登记表格
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,分析产生误差的因素
3、分析讨论实验中出现的现象和问题实验提醒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.反相比例放大电路
2.反相加法运算电路1)按下图连接实验电路2)调节信号源的输出用交流亳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5-
2.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?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.在测定期,我们只测量了一次,没有多次测量取平均值也许会给实验带来一定的误差.由于实验器材的限制,手动调节,存在较大误差,
3.本次实验使用了示波器,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,模拟电了•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。