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1、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。、实验仪器1、示波器1台2、信号发生器1台3、万用表1块4、模拟电路实验箱1台三、实验原理（一）比例运算电路用集成运放组成的比例电路是一种最基本、最简单的运算电路，比例电路的输出电压与输入电压成比例关系，即电路可以实现比例运算，它的一般表达式为V。二 KVi(1-8-1)式中的K称为比例系数，K可以是正值，也可以是负债，决定于输入电压的接法。根据输入信号的不同接法，比例电路有三种基本形式：反相输入、同相输入和差动输入比例电路。虽然三种接法可以实现比例运算，但是三种不同接法的
2、比例电路具有各自不同的特点。下面分别进行介绍。1、反相输入比例电路如图1-8-1所示，信号由反相端输入，Rf和R1组成负反馈网络，引入电压并联负反馈。在理想情况下，V-=V+=O，而且1-=1+=0则输出电压为VRf 0 = -1 f RfRfi（ 1-8-2R1R1即输出电压与输入电压成比例，比例系数即电压放大倍数为AvfRfR1(1-8-3)由上式可见，图1-8-1电路中的输出电压与输入电压的幅值成正比,实现了比例运算。但改变Avf的大小，平衡电阻 R2=Ri / Rf1、同相比例运算电路同相比例电路如图1-8-2所示。输入电压通过电阻 R2接在集成运放的同相输入端，但 为了保证所加反馈的
3、极性为负反馈，故从输出端通过电阻Rf仍引回到反相输入端同时通过电阻R,接地。为使集成运放的同相输入端与反相输入端的两点对地的电阻相等，图1-8-2中电阻R2阻值应为R2=R1 / Rf在图1-8-2中，因1+=0，故V-=V+=Vi因l-=o，则可认为反相输入端的电压V-是输出电压 Vo在电阻R1和Rf两个电阻上分压得到的，即V1Vo 二 ViR1Rf由上式可求得电压放大倍数为VoRfA/f一 =1 一（1-8-4）ViR由上式可知，图1-8-2电路中输出电压与输入电压的幅值成正比，而且，由于输入电压 加在运放的同相输入端，故Vo与Vi的极性也相同，即电路能够实现同相比例运算。同相比例电路电压
4、放大倍数 Avf的值，同样只决定于外接电阻 Rf和尺的值，而与集成 运算的参数无关。但是，由式（1-8-4）可见，同相比例电路的 Avf值总是大于或等于1,任 何时候不可能小于 1。当同相比例电路中的电阻Rf=O或R1 = s时，由式（1-8-4）可得Avf=1。这时的电路如图1-8-3所示。在图1-8-3中，由于同相输入端与反相输入端两点“虚地”，且输入电压直接接到同相输入端，故又因电路中将输出端直接引回到反相输入端，显然，这是一个将全部输出电压反馈回去的电压串联反馈。由图可得Vo=V-则电压放大倍数为V0(1-8-5)A/f1Vi即输出电压V0与输入电压Vi不仅幅值相等，而且极性相同，故该
5、电路称为电压跟随器。R1图1-8-2同相输入比例电路图1-8-3电压跟随器（二）求和电路求和电路可以在比例电路的基础上加以扩展而得到，求和电路通常可以采用两种不同的输入方式：反相输入和同相输入。反相求和电路如图1-8-4所示。输入电压 Vi1,Vi2和Vi3分别通过电阻R2、R3接到集 成运放的反相输入端。 另外，从输出端到反相输入端之间通过电阻Rf引回一个深度负反馈。集成运放的同相输入端与地之间接有电阻R ，为了保证两个输入端对地的电阻一致，R的阻值应为R = R1 / R2/ R3 / Rf图1-8-4 反相求和电路(1-8-6)(1-8-7)实验电路如图1-8-5所示。I l + l 2
6、+1 3 = 1 F又因V-=V+=O,则上式可写成VilVi2Vi3VoT r =R)R2R3Rf由此可求得输出电压为V。二-(RFViiRFVi2RFVi3)由1-8-6式可知，该电路能够实现求和运算，当电路参数满足关系Ri = R2 = R3 = R时，上式成为v -RRL(Vii Vi2Vi3)四、实验内容与步骤1、电压跟随器图1-8-5 电压跟随器按表1-8-1内容实验并测量记录。表 1-8-1直流输入电压Vi(V)-2-0.50+0.51Rl=Vo(V)Rl=5K12、反相比例放大器实验电路如图1-8-6所示。图 1-8-6反相比例放大器按表1-8-2内容实验并测量记录。表 1-8
7、-2直流输入电压Vi（mV）3010030010003000Vo理论估算（mV）实测值（mV）误差3、同相比例放大器电路如图1-8-7所示 按表1-8-3实验测量并记录。图1-8-7同相比例放大器表 1-8-3直流输入电压Vi（mV）301003001000V0理论估算（mV）实测值（mV）误差4、反相求和放大电路。 实验电路如图1-8-8所示。 按表1-8-4内容进行实验测量。U0表 1-8-4Vi1（V）0.3-0.3Vi2（V）0.20.2Vo（V）图1-8-8 反相求和放大电路5、双端输入求和放大电路 实验电路如图1-8-9所示。按表1-8-5要求实验并测量记录。表 1-8-5Vi1（ V）120.2Vi2（ V）0.51.8-.02Vo（V）五、实验报告1、总结本实验中5种运算电路的特点及性能。1、分析理论计算与实验结果误差的原因。
