模电实验报告 实验四 集成运放的应用.docx

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模电实验报告实验四集成运放的应用

实验报告

课程名称：

模拟集成电路基础

实验项目：

集成运放的应用

实验四集成运放的应用

（1）（比例运算电路设计）

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。

1.学会上述电路的测试和分析方法。

二、实验仪器

1．双通道三踪示波器

2．信号发生器

3．万用表

三、Multisim分析

反响比例运算电路：

参考教材P237图5.6.3。

积分运算仿真电路：

参考教材P244图5.6.11。

微分运算仿真电路（教材P245图5.6.13）。

三、预习要求

1．比例求和运算电路的工作原理。

2．运算放大器集成块LM324引脚图如下

实验中，运放LM324集成块的工作电压（4、11管腿）：

+VCC=+12V,-VCC=-12V

四、实验内容

1．电压跟随器：

图1-1

图1-1电压跟随器

取负载RL=5.1K

输入信号Ui取自示波器的自校信号；并用示波器CH1来观察；

输出信号Uo用示波器的CH2观察；

上下对齐，画出Ui、Uo的波形，标明周期时间值和电压幅度值，并给出实验结论。

周期时间值：

T1=295.014msT2=294.029ms

电压幅度值：

U1幅度值：

10VU2幅度值：

10V

实验结论：

1、电压跟随器的输入电压与输出电压大小和相位一样。

2、电压跟随器的输入阻抗很大，输出阻抗很小，可以看成是一个阻抗转换的电路，可以提高原来电路带负载的能力。

3、电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。

2．反相比例：

图1-2

图1-2反相比例

Ui取自示波器的自校信号；并用示波器CH1来观察；

（1）当R1=10KR2=10KRF=100K时：

Uo用CH2观察；上下对齐，画出Ui、Uo的波形，注明周期时间值，幅度电平值。

（2）当R1=10KR2=10KRF=200K时：

Uo用CH2观察；上下对齐，画出Ui、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

周期时间值：

T1=994.318usT2=1.998ms

幅度电平值：

U1的幅度为20V，U2的幅度为200V

周期时间值：

T1=492.424usT2=1.506ms

幅度电平值：

U1的幅度为20V，U2的幅度为400V

实验结论：

1、电压增益：

。

2、输入电阻：

，输出电阻：

3．同相比例：

图1-3

图1-3同相比例

Ui取自示波器的自校信号；并用示波器CH1来观察；

（1）当R1=10KR2=10KRF=10K时：

Uo用CH2观察；上下对齐画出Ui、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

（2）当R1=10KR2=10KRF=20K时：

Uo用CH2观察；上下对齐画出Ui、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

周期时间值：

T1=3.494msT2=4.508ms

幅度电平值：

U1的幅度为20V，U2的幅度为40V

周期时间值：

T1=3.494msT2=4.498ms

幅度电平值：

U1的幅度为20V，U2的幅度为60V

实验结论：

1、电压增益：

2、输入电阻

，输出电阻

。

4．反相加法运算：

图1-4

图1-4反相加法运算

取R11=10KR12=10KR2=3.3KRF=10K时

Ui取示波器的自校信号；并用示波器CH1观察一次；

U2取信号发生器的正弦波信号0.5Vpp,2KHz；并用CH1观察；

Uo用CH2观察；上下对齐，画出U1、U2、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

周期时间值：

T1=3.002msT2=4.006ms

幅度电平值：

U1的幅度为20V，U2的幅度为20V

周期时间值：

T1=1.282sT2=1.283s

幅度电平值：

U1的幅度为1V，U2的幅度为20V

实验结论：

1、反相加法器的输出电压与输入电压之和无关。

2、比例系数由各输入电阻的比值有关与运算参数无关。

3、输出电压与输入电压之间的关系为：

5．减法运算：

图1-5

图1-5减法运算

取R11=10KR12=10KR2=10KRF=10K时

Ui取自示波器的自校信号；并用示波器CH1观察一次；

U2取信号发生器的正弦波信号0.5Vpp,2KHz；并用CH1观察；

Uo:

用CH2观察；上下对齐，画出U1、U2、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

周期时间值：

T1=3.002msT2=4.006ms

幅度电平值：

U1的幅度为20V，U2的幅度为20V

周期时间值：

T1=2.491msT2=3.504ms

幅度电平值：

U1的幅度为1V，U2的幅度为20V

实验结论：

1、减法器的输出电压与输入电压之差成正比。

2、当

*6．反相积分运算：

图1-6

图1-6反相积分运算

取两只R=10K,C=100nF=0.1uF时

（1）Ui取方波2Vpp,1KHz（信号发生器）；并用CH1观察；

Uo用CH2观察；上下对齐，画出Ui、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

（2）Ui取正弦波,2Vpp,1KHz（信号发生器）；并用CH1观察；

Uo用CH2观察；上下对齐，画出Ui、Uo的波，注明周期时间值，电压幅度值。

用公式说明反相积分运算的波形关系。

*7．反相微分运算：

图1-7

图1-7反相微分运算

取两只R=10K,C=100nF=0.1uF时

（1）Ui正弦波160Hz,1.5Vpp,（信号发生器）；并用CH1观察；

Uo用CH2观察,注意Uom值；上下对齐，画出Ui、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

（2）改变Ui正弦波的频率20~400Hz,1.5Vpp；观察Ui、Uo的相位、幅值变化情况；上下对齐，画出Ui、Uo的波形，注明周期时间值，电压幅度值。

（3）Ui方波200Hz,±5Vpp,（信号发生器）；观察Ui、Uo的相位、幅值变化情况；

用公式说明反相微分运算的波形关系。

五、实验报告

实验报告要求：

1.整齐画出波形图（坐标纸作图）。

2.将实测结果与理论分析计算值进行分析比较，分别给出实验结论。