电路仿真实验集成电路

Question

1．设计一反向加法电路，使之满足U0= -(2Ui1+5Ui2)(注意平衡电阻的选择) 1）输入信号Ui1=3V，Ui2=1V观测输出是否满足要求？观察“虚短”现象是否成立？为什么？2）输入信号Ui1=3V，Ui2=5V观测输出是否满足要求？观察“虚短”现象是否成立？为什么？ 2．设计减法电路，使之满足关系式U0=5.5 Ui2 - 10Ui1输入信号Ui1=2V，Ui2=1V观测输出是否满足要求？六、实验报告1．画出所设计电路图，整理实验数据及波形图，并分析实验数据得出结论。2．思考：（1）在本次实验中哪里体现了运算放大的虚短现象，你是如何验证的

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

好的，让我帮您解决这个问题。

仿真反向加法电路

1. 输入条件下的测试

首先，我们有：

• 输入电压：Ui1 = 3V, Ui2 = 1V

根据题目描述，我们需要计算 U0 的值。但是由于题目没有给出具体的平衡电阻值，我们可以假设一个合理的平衡电阻值（例如，Rb = 1KΩ），然后进行计算。这里我们使用一个简单的公式来估算：

[ U0 = -(2Ui1 + 5Ui2) ]

将给定的输入电压代入：

[ U0 = -(23V + 51V) = -(6V + 5V) = -11V ]

所以，当输入电压为 Ui1 = 3V 和 Ui2 = 1V 时，U0 的实际值约为 -11V。

实验结果分析

从上述计算可以看出，即使在理想情况下，通过平衡电阻的电流也是微小的，因此不会导致整个电路中的电压发生明显的变化。这意味着，在这个条件下，“虚短”现象是存在的，因为电路内部的电流非常小，不足以引起外部电压变化。

实验报告

为了得到更准确的结果，我们可以调整电路参数，比如改变平衡电阻的大小。同时，可以增加测量次数，以便更好地捕捉误差范围内的波动情况。最终，实验数据应包括电压和电流的测量值以及相应的波形图，用于可视化分析。

减法电路设计与实验

设计减法电路

要实现减法功能，我们需要一个负反馈网络。假设我们有一个负反馈网络，其增益系数为 K。减法电路的基本方程可以表示为：

[ U0 = K * (Ui2 - Ui1) ]

其中 Ui1 和 Ui2 是输入电压，而 U0 是输出电压。

测试减法电路

我们将考虑两个不同的输入电压组合，分别是 Ui1 = 2V 和 Ui2 = 1V，并记录输出电压 U0。

• 对于 Ui1 = 2V, Ui2 = 1V:

[ U0 = K * (1V - 2V) = -K * V ] [ U0 = -K * 2V = -2KV ] [ U0 = -2K * 2V = -4KV ]

对于 Ui1 = 2V, Ui2 = 5V:

同样地，我们可以计算出 U0 的值：

[ U0 = K * (5V - 2V) = 3KV ] [ U0 = 3K * 5V = 15KV ]

结论

从这两个例子中，我们可以看到，当我们选择适当的负反馈系数 K 时，电路能有效地执行减法操作。此外，通过实验数据，我们可以进一步确认“虚短”现象的存在，即即使在实际操作中，输入电压很小，但由于电路内部电流非常小，电压也不会显著变化。

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附加信息：实验数据和波形图绘制

为了更好地展示实验结果，我们可以使用MATLAB等工具来进行数据采集和图形绘制。具体步骤可能包括：

1. 使用示波器或数字万用表对输入电压、输出电压进行测量。
2. 将测量的数据转换成可处理的格式，例如CSV文件。
3. 利用MATLAB或其他编程语言编写程序来读取这些数据，并绘制相应的波形图。

这只是一个简化的示例，实际情况可能会更加复杂，涉及更多的硬件和软件细节。如果您有任何疑问或需要更多帮助，请随时告诉我！