基本运算电路实验报告

一、实验目的：

1.电子仪器仪表的熟练使用；学会合理选用示波器的直流、交流耦合方式观察不同波形的方法。

2.集成运算放大器的基本应用电路原理；

3.集成运算放大器基本参数含义与应用要点。

4.简单电子电路的设计、安装、调试与参数测量。

二、实验原理：

1.反相比例运算（图1）

V0=-R f V1/R1

其中输入电阻R≈R1

根据增益，确定R f和R1的比值，得出一般取R f几十千欧到几百千欧

2.反相比例加减法运算

图2

反相比例积分电路（图3）R1

–

R F

R3 =100KΩ

100KΩ10KΩ

R P 1KΩ10KΩ

v i1

v i2v

o Vi

10k

100k

0.01u

三、实验仪器

集成运算放大器LM324 1片

电位器1KΩ1只

电阻100kΩ2只；

10kΩ3只；

5.1kΩ1只；

9kΩ1只

电容0.01μF 1只

四、实验内容

1.反相比例运算

（1）设计并安装反相比例运算电路，要求输入阻抗R i=10 kΩ, 闭环电压增益|A vf|=10 （2）在该放大器输入端加入f=1kHZ的正弦电压，峰峰值自定，测量放大器的输出电压值；改变v I峰峰值大小，再测v O，研究v I和v O的反相比例关系，填入自拟表格中。

2.比例积分运算

在反相比例电路的基础上，在R f的两端并联一个容量为0.01μF的电容，构成积分运算电路。输入端加入f=500HZ、幅值为1V的正方波，用双踪示波器同时观察、记录v I和v O的波形，标出幅值和周期。

3.反相比例加减法运算

图3所示电路可分别实现加法和减法运算。当开关置于A点时为加法运算；开关置于B 点时为减法运算。

将开关置于A点，接入f=1kHZ的正弦波，调节电位器R P，测量v i1和v i2的大小，然后再测v O的大小。改变R P，改变v i2的值，分别记录相应的v i1、v i2和v O的数值，填入自拟表格中（此时R’=R f//R1//R2）。研究加法运算关系。

4.减法运算

将实验原理图3中电路的开关置于B点，R’=R f，输入信号同上，分别测量v i1、v i2和v O

数值。调节R P，改变v i2的大小，再测v O，填入自拟表格中。研究减法运算关系。

五、实验数据处理及分析：

1.加法电路

序号 V i1/mv V i2/mv测量值Vo/v 理论值V/v 百分误差

1 480 131 6.11 6.11 0

2 480 145 6.2

3 6.25 0.3%

3 480 168 6.4

4 6.48 0.6%

2.减法电路

序号 V i1/mv V i2/mv测量值Vo/v 理论值V/v 百分误差

1 480 168 3.14 3.1

2 0.6%

2 480 177 3.05 3.0

3 0.7%

3 480 189 2.99 2.91 2.7% 3.反相比例积分电路

结果分析：在反相比例加减法实验中所得结果在误差允许范围内与理论值相同，可以认为结果正确，反相比例积分电路图形基本正确。

实验体会：

本次实验完成的可以说是非常艰难，开始时由于不当的电路连接导致一个运放烧毁，又在接下来的实验中由于做加法电路时CH2总是无法显示示数而一次又一次的重连电路，浪费了大量的时间，最后发现是另一个运放也有问题，在换一个运放的情况下顺利完成了实验，本次实验对于刚接触模电实验的我来说有一定的难度，在实验中经常发现电路连接的混乱而导致短路的问题，今后的实验也一定要注意这些问题。

思考题:

1.在图4.4.8所示的反相比例加法运算电路中（开关S置于A 点）。R’值应如何确定。若R1=R2=10KΩ，R’=5.1KΩ，试问：取Rf=10KΩ和Rf=100KΩ情况下哪一种运算精度高，为什么？对照实验结果分析

答：R’=Rf//R1//R2.

Rf=100KΩ时运算精度高，Rf越大时放大效果越明显，精度越高。

2.若输入信号与放大器的同相端连接，当信号正向增大时，运算放大器的输出是正还是负?

答：输出为正

3.若输入信号与放大器的反相端连接，当信号负向增大时，运算放大器的输出是正还是负？

答：输出为正

4.平衡电阻的作用？大小取值？

答：作用：减少输入偏置电流对输出的影响，即减少误差R=R1//Rf，其中R1为信号输入端的电阻，Rf为连接反向输入端和输出端的电阻

5.反向比例增益与带宽的关系？

6.同相放大电路的应用特点