1、基本运算电路设计实验报告基本运算电路设计实验报告专业:机械电子工程 姓名:许世飞 学号: 日期: 桌号: 实验报告课程名称:电路与模拟电子技术实验 指导老师: 成绩: _实验名称: 基本运算电路设计 实验类型:_ _同组学生姓名:_一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、 实验目的和要求1. 掌握集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。2. 掌握基本运算电路的调试方法。3. 学习集成运算放大器的实际应用。二、实验内容和原理(仿真和实验结果放在一起)1、反
2、相加法运算电路:当R1=R2时,输出电压与Ui1,Ui2之和成正比,其比例系数为,电阻R=R1/R2/Rf。2、减法器(差分放大电路) 由于虚短特性有:3、由积分电路将方波转化为三角波:电路中电阻R2的接入是为了抑制由IIO、VIO所造成的积分漂移,从而稳定运放的输出零点。在t2(2=R2C)的条件下,若vS为常数,则vO与t 将近似成线性关系。因此,当vS为方波信号并满足Tp2时(Tp为方波半个周期时间),则vO将转变为三角波,且方波的周期越小,三角波的线性越好,但三角波的幅度将随之减小。4 、同相比例计算电压运算特性:电压传输特性是表征输入与输出之间的关系曲线,即vO= f(vS) 。同相
3、比例运算电路是由集成运放组成的同相放大电路,其输出与输入成比例关系,但输出信号的大小受集成运放的最大输出电压幅度的限制,因此输出与输入只在一定范围内是保持线性关系的。三、 主要仪器设备:信号源、示波器、实验箱、电源。四、 实验步骤与结果记录:1、 反相加法运算电路:1) 按设计的运算电路进行连接。2) 静态测试:将输入接地,测试直流输出电压。保证零输入时电路为零输出。3) 调出0.2V峰值三角波和0.5V峰值方波,送示波器验证。4) vS1输入0.2V峰值三角波,vS2输入0.5V峰值方波,用示波器双踪观察输入和输出波形,确认电路功能正确。记录示波器波形(坐标对齐,注明幅值)。仿真电路图:仿真
4、结果:实验所得示波器波形:观察仿真图像,电压都为负值,最低点为-7V,在输入电压峰值为0.2V和0.5V时,反相放大了10倍,符合理论推导结果。2、 差分电路(减法器):仿真结果:设输入电压为1.5V和0.2V,输出电压为13V,放大倍数为10倍,实现了减法功能。3、 积分电路将方波转化为三角波:仿真:T=10时,T=时,T=0.1t时,实验结果:T=时,T=0.1t时,4、 相比例运算电压传输特性(电压跟随器) 思考题:(1) 什么是集成运算放大器的电压传输特性?输入方式的改变将如何影响电压传输特性?不同频率的输入信号经过放大器得到一定的输出,两者之间的关系式曲线就反映了该放大器的电压传输特
5、性。电压传输特性受电路影响。(2)集成运算放大器的输入输出成线性关系,输出电压将会无限增大,这话对吗?为什么?不对。输出时会存在饱和电压。(2) 实验中信号的频率不一样是否对实验的结果有影响?有影响。信号频率不同不能生成稳定波形。(3) 基本运算电路,没有输出信号,输出端电压接近饱和,为什么?怎样处理?频率不在正常工作范围内。减小信号频率。(4) 在积分运算电路中,当选择Vs0.2V时,若用示波器观察o(t)的变化轨迹,并假定扫速开关置于“1s/div”,Y轴灵敏度开关置于“2V/div”,光点一开始位于屏幕左上角,当开关S2由闭合转为打开后,电容即被充电。试分析并画出Vo随时间变化的轨迹。若采用电解电容时,电解电容的正负极该如何接?(5)为防止出现自激振荡和饱和失真,应用什么仪器监视输出电压波形。 用示波器监视输出电压波形。(6)在基本运算电路中,当输入信号为正弦波、方波或直流信号等不同形式时,应分别选择什么仪器来测量其幅度?正弦波:示波器看波形,毫伏表测幅度; 方波:示波器看波形,直接用示波器测幅度; 直流信号:万用表。(7)实验中,若测得运放静态输出电压为+14V(或不为0),其根本原因是什么?应如何进一步调试?可能是没有构成负反馈,输入电阻与反馈电阻断开。此时应检查线路是否接错,元件是否出现问题, 然后再测量静态输出,为零后再加入信号。
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1