电子线路基础模拟电路实验8比例求和运算电路.docx

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 TOC \o 1-5 \h \z 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 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， 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 V Rf 0 = -1 f Rf Rf i （ 1-8-2 R1 R1 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 Avf Rf R1 (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 // Rf 1、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 V 1 Vo 二 Vi R1 Rf 由上式可求得电压放大倍数为 Vo Rf A/f 一 =1 一 （1-8-4） Vi R 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/f (1-8-5) Vi 即输出电压V0与输入电压Vi不仅幅值相等，而且极性相同，故该电路称为电压跟随器。 R1图1-8-2同相输入比例电路图 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) (1-8-6) (1-8-7) 实验电路如图1-8-5所示。 I l + l 2+1 3 = 1 F 又因V-=V+=O,则上式可写成 Vil Vi2 Vi3 Vo ~T~ r =— R) R2 R3 Rf 由此可求得输出电压为 V。二-(RFVii RFVi2 RFVi3) 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 Vi2 Vi3) 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