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
U等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。最小输入信号 ．反相比例运算a,mini如下图所示。
U经电阻R加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻输入电压R接地。输出电21iU经R接回到反相输入端。通常有： R=R//R压 F2F1O由于虚断，有 I=0 ，则u=-IR=0。又因虚短，可得：u=u=0 +++-+2uu?uu?oi ，可得：，则有由于I=0i=i?f1-RRF1uR?oFA?uf?Ru 由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为：i1?u?iRR1if?i?i反相比例运算电路的输出电阻为：R=0
of输入电阻为：R=R 1if
b．同相比例运算
UU通过电阻R仍接到反相输入端。接至同相输入端，输出电压R输入电压的阻值应为2FOiR=R//R。
F21R1?u?u 根据虚短和虚断的特点，可知I=I=0,则有 o?+-R?RF1R1 =u u=u，可得：且uui-+ioR?RF1ui同相比例运算电路输入电阻为： Rifii输出电阻： R=0
of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
R ，则 当R=R=RF)?u(uu212o1iiR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 ：电压跟随器表1-2 -0.5 0 0.5 1 ）v（直流输入电压Vi Rl=∽ 压电出输．
Vo(v) Rl=5.1k
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=-10Ui。
实验电路如图2所示：
图2：反向比例放大电路
（1）、按表2内容进行实验测量并记录.
表2:反相比例放大直流输入电压输入 Vi（mv） 30
100
300
1000
3000
）1电路（ 压理论值输出电
、按（2） Vo(v) 实测值 进行表3实验测量 误差
并记录。
）表三：反相比例放大电路（2被测量 测试条件 理论估算值 实测值
R开路，直流输入信号V由0变为800mV
ΔV iL0 ΔV AB ΔV R2 ΔV R1 V=800mV ，R由开路变为5.1K ΔV 0LLi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，基本符合理论，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：
：同相比例放大电路3图
（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（1）
表5：直流输入电压Ui（mV） 30
100
300
1000
3000
同理论估算 相 （mV）比输出电压例 Uo（mV）实测值
放 误差 大电 ）路（2理论估算值 实测值测试条件 被测量
无穷，直流输入信号VΔV800mV
由0变为R 0iL VΔ AB ΔV R2 ΔV R1Δ由开路变为=800mV V，RV 5.1K
0LiL 以上验证电路的输入端特性，即虚断与虚短 、反相求和放大电路4 Ui1+Ui2UO=-RF/R* 理论计算：（） 实验原理图如下： 实验结果如下：0.3v VVi1直流输入电压（）-0.3
0.2
V（）0.2v
Vi2直流输入电压(V) 理论值
V0输出电压（）V
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：
实验结果：
直流输入电压Vi1（V） 1v 2v 0.2v
-0.2v
）V 1.8v
0.5v
直流输入电压Vi2（ ）理论值（V
（输出电压V0V）
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。时，理论值与实际反向比例放大器，所测数据与理论估算的误差较小，但当电压加到3V 值不符，原因是运算放大器本身的构造。时，理论值与3V同相比例放大运算器，所测数据与理论估算的误差较小，但当电压加到 实际值不符，原因是运算放大器本身的构造。
2．分析理论计算与实验结果误差的原因。试验所测得的数据与理论估算的数据基本一致，仍存在一定的误在实验误差允许范围内， 差。
误差分析： 1、可能是电压调节的过程中存在着一些人为的误差因素。
2、可能是所给的电压表本身带有一定的误差。
3、实验中的导线存在一定的电阻。、当电压加大到某一个值时，任凭输入电压怎么增大，输出电压不会再改变了，这就是4 运算放大器本身的构造问题了。．