实验九积分与微分电路

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1、实验九积分与微分电路学院:信息科学与技术学院专业:电子信息工程姓名:刘晓旭学号:2011117147一.实验目的1.掌握集成运算放大器的特点、性能及使用方法。2.掌握比例求和电路、微积分电路的测试和分析方法。3.掌握各电路的工作原理和理论计算方法。二.实验仪器1.数字万用表2.直流稳压电源3.双踪示波器4.信号发生器5.交流毫伏表。三.预习要求1.分析图7-8实验电路,若输入正弦波,uo与ui的相位差是多少?当输入信号为100Hz、有效值为2V时,uo=?2.图7-8电路中,若输入方波,uo与ui的相位差?当输入信号为1

2、60Hz幅值为1V时,输出uo=?3.拟定实验步骤,做好记录表格。四.实验原理集成运放可以构成积分及微分运算电路,如下图所示:微积分电路的运算关系为:五.实验内容:1.积分电路按照上图连接积分电路,检查无误后接通+12,-12V直流电源。(1)取Ui=-1v,用示波器观察波形u0,并测量运放输出电压的正向饱和电压值。(1)取Ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。(2)将电路中的积分电容改为改为0.1uF,ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号,观察ui和uo的大小及相位关系,并记录波形,计算电路的有效积分时间。(

3、3)改变电路的输入信号的频率,观察ui和uo的相位,幅值关系。2.微分电路实验电路如上图所示。(1)输入正弦波信号,f=500Hz,有效值为1v,用示波器观察ui和uo的波形并测量输出电压值。(2)改变正弦波频率(20Hz-40Hz),观察ui和uo的相位,幅值变化情况并记录。(3)输入方波,f=200Hz,U=5V,用示波器观察u0波形,并重复上述实验。(4)输入三角波,f=200Hz,U=2V,用示波器观察u0波形,并重复上述实验3.积分-微分电路实验电路如图所示(1)输入f=200Hz,u=6V的方波信号,用示波器

4、观察ui和uo的波形并记录。(2)将f改为500Hz,重复上述实验。解答:1.(1)取Ui=-1v,用示波器观察波形u0,并测量运放输出电压的正向饱和电压值电路仿真图如下图所示:积分电路的运算关系:可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V。(2)ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V。(3)将电路中的积分电容改为改为0.1uF,ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号,观察ui和uo的大小及相位关系,并记录波形,计算电路的有效积分时间。当为输入信号为方波时,输

5、出为三角波,波形如下图:当输入为正弦波时,有积分电路的关系可知,其电路输出也为正弦波,波形如下图所示:由示波器观察可知,其输出波形的幅值比输入波形要小,相位落后π/4个周期。有示波器可求得电路的有效积分时间为:0.025s,如下图所示:测量上升或者下降的时间即可求出有效积分时间。(4)改变电路的输入信号的频率,观察ui和uo的相位,幅值关系。随着频率的增加,Vi与Vo的幅值减小,相位几乎不变。2(1)输入正弦波信号,f=500Hz,有效值为1v,用示波器观察ui和uo的波形并测量输出电压值。电路仿真原理图如下图所示:输入

6、正弦波信号,用示波器观察输出电压波形,如下图所示:测得输出电压值为:2.22v(2)改变正弦波频率(20Hz-40Hz),观察ui和uo的相位,幅值变化情况并记录。随着频率的增加,Vi与Vo的幅值增大,相位差不变。(3)输入方波,f=200Hz,U=5V,用示波器观察u0波形,并重复上述实验.在电容前加一个电阻,可起到衰减信号的作用,之后测得的输出信号波形为:测得的输出电压为14.156V。改变输入频率,可得:随着输入频率增大,其输出幅值也在增大,相位差不变。(4)输入三角波,f=200Hz,U=2V,用示波器观察u0波

7、形,并重复上述实验。测得输出信号的波形为:输出电压值为1.6v。改变输入频率,可得:有图可知,随着输入频率的增加,输出波形的幅值也在随之增加,但相位差不变。3积分——微分电路电路仿真图如下所示:(1)输入f=200Hz,u=6V的方波信号,用示波器观察ui和uo的波形并记录。测得输出波形如下图所示:(2)将f改为500Hz时,输出波形为:由上图可知,该积分微分电路能大致恢复原始输入信号。

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1、实验九积分与微分电路学院:信息科学与技术学院专业:电子信息工程姓名:刘晓旭学号:2011117147一.实验目的1.掌握集成运算放大器的特点、性能及使用方法。2.掌握比例求和电路、微积分电路的测试和分析方法。3.掌握各电路的工作原理和理论计算方法。二.实验仪器1.数字万用表2.直流稳压电源3.双踪示波器4.信号发生器5.交流毫伏表。三.预习要求1.分析图7-8实验电路,若输入正弦波,uo与ui的相位差是多少?当输入信号为100Hz、有效值为2V时,uo=?2.图7-8电路中,若输入方波,uo与ui的相位差?当输入信号为1

2、60Hz幅值为1V时,输出uo=?3.拟定实验步骤,做好记录表格。四.实验原理集成运放可以构成积分及微分运算电路,如下图所示:微积分电路的运算关系为:五.实验内容:1.积分电路按照上图连接积分电路,检查无误后接通+12,-12V直流电源。(1)取Ui=-1v,用示波器观察波形u0,并测量运放输出电压的正向饱和电压值。(1)取Ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。(2)将电路中的积分电容改为改为0.1uF,ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号,观察ui和uo的大小及相位关系,并记录波形,计算电路的有效积分时间。(

3、3)改变电路的输入信号的频率,观察ui和uo的相位,幅值关系。2.微分电路实验电路如上图所示。(1)输入正弦波信号,f=500Hz,有效值为1v,用示波器观察ui和uo的波形并测量输出电压值。(2)改变正弦波频率(20Hz-40Hz),观察ui和uo的相位,幅值变化情况并记录。(3)输入方波,f=200Hz,U=5V,用示波器观察u0波形,并重复上述实验。(4)输入三角波,f=200Hz,U=2V,用示波器观察u0波形,并重复上述实验3.积分-微分电路实验电路如图所示(1)输入f=200Hz,u=6V的方波信号,用示波器

4、观察ui和uo的波形并记录。(2)将f改为500Hz,重复上述实验。解答:1.(1)取Ui=-1v,用示波器观察波形u0,并测量运放输出电压的正向饱和电压值电路仿真图如下图所示:积分电路的运算关系:可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V。(2)ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V。(3)将电路中的积分电容改为改为0.1uF,ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号,观察ui和uo的大小及相位关系,并记录波形,计算电路的有效积分时间。当为输入信号为方波时,输

5、出为三角波,波形如下图:当输入为正弦波时,有积分电路的关系可知,其电路输出也为正弦波,波形如下图所示:由示波器观察可知,其输出波形的幅值比输入波形要小,相位落后π/4个周期。有示波器可求得电路的有效积分时间为:0.025s,如下图所示:测量上升或者下降的时间即可求出有效积分时间。(4)改变电路的输入信号的频率,观察ui和uo的相位,幅值关系。随着频率的增加,Vi与Vo的幅值减小,相位几乎不变。2(1)输入正弦波信号,f=500Hz,有效值为1v,用示波器观察ui和uo的波形并测量输出电压值。电路仿真原理图如下图所示:输入

6、正弦波信号,用示波器观察输出电压波形,如下图所示:测得输出电压值为:2.22v(2)改变正弦波频率(20Hz-40Hz),观察ui和uo的相位,幅值变化情况并记录。随着频率的增加,Vi与Vo的幅值增大,相位差不变。(3)输入方波,f=200Hz,U=5V,用示波器观察u0波形,并重复上述实验.在电容前加一个电阻,可起到衰减信号的作用,之后测得的输出信号波形为:测得的输出电压为14.156V。改变输入频率,可得:随着输入频率增大,其输出幅值也在增大,相位差不变。(4)输入三角波,f=200Hz,U=2V,用示波器观察u0波

7、形,并重复上述实验。测得输出信号的波形为:输出电压值为1.6v。改变输入频率,可得:有图可知,随着输入频率的增加,输出波形的幅值也在随之增加,但相位差不变。3积分——微分电路电路仿真图如下所示:(1)输入f=200Hz,u=6V的方波信号,用示波器观察ui和uo的波形并记录。测得输出波形如下图所示:(2)将f改为500Hz时,输出波形为:由上图可知,该积分微分电路能大致恢复原始输入信号。

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