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1、仲恺农业工程学院实验报告纸—自动化学院_(院、系)—工业自动化—专业_144_班_电子线路计算机仿真课程学号:201421714456姓名:LH实验日期教师评定实验二模拟运算电路仿真实验一、实验目的1>掌握在Multisim平台上进行集成运算放大器仿真实验的方法2、掌握用集成运算放大器组成比例、加法、减法和积分电路的方法。二、实验设备PC机、Multisim11。三、实验内容1.反相比例运算电路(1)创建电路创建如图所示反相比例运算电路,并设置各元器件参数。XSC1R3VA-100kQ_LV11sU1^12VR110kQ .
2、5Vrms(J;100Hz0°R29.1kQ丄V3—12V741XMM1图2-1反相比例运算电路(2)仿真测试闭合仿真开关。观察万用表,显示输出电压有效值为5V,打开示波器窗口,如图所示。5037VTmeOumnriA0.000*0.000V4.2S3hb¥0.000s0.000V4253*0.00090.000V0000VOwmdAOwnnelB加sc«k:i心
3、We:5vX>vYporAZ0YpOf.Qv):0*AJBAC0X•X0DCTl♦♦nr:图2-2输出电压有效值图2-3输入、输出波形图(3)实验原理Un=Up=0
4、由“虚断”的原则,有IR=iF如图所示,这是典型的反相比例运算电路。输入电压UI通过电阻R作用于集成运放的反向输入端,故输出电压UO与U
5、反相。同相输入端通过电阻R'接地。由“虚短"的原则,有图2-4反向比例运算电路整理,得fUouR因此,Uo和ui成比例关系,比例系数为-Rf/R,负号表示Uo与ui反相。在这里,R=100kQ,R二10芮,飞二0丘所以=RfUiR-10*0.5-5V1.同相比例运算电路(1)创建电路创建如下图所示电路,并设置电路参数。XSC1图2-5同相比例运算电路(1)仿真测试闭合仿真开关。观察交流万用表
6、,显示输出电压有效值为5.5V,打开示波器窗口,如图所示。观察ui和uo波形,由大小和相位关系,可以得出X图2-6输出电压有效值Uo=11UI,与理论值相符。图2-7同相比例运算电路仿真波形(3)实验原理图2-8同相比例运算电路由“虚短”和“虚断",有且UP=UN=Ul整理,有RR=+f=+fUo(1)U(1)UNPRR则=+——Rru(1)uOIR上式表明瓦与匚丽相且花。;^^石。即尸Rf15.5V100(1)*u(1O)uiX图2-9反相加法运算电路闭合仿真开关。观察直流电压表U2,显示Uo=-2.978V,与理论值uo=
7、-10*(0.1+0.2)=-3V,基本相符。图2-10输出电压(3)实验原理下图是具有三个输入端的反相求和电路。图2-11反相求和运算电路根据“虚短'‘和“虚断"的原则,有,I计I2+I3二If即"/I+”72+UR=_”0R]RqR3R”则输出电压为:Uo为:在这里,R仁R2=10kQ,Rr=100kQ,则100亠Uo=一—(0.2+0.1)=一3V104.反相减法运算电路(1)创建电路图2-13输出电压(2)仿真测试闭合仿真开关。观察万用表,显示UO二1.013V,与理论值UO二10*(0.2-0.1)=1V,基本相符。
8、(3)实验原理反相减法电路与反相加法电路相似,只要在同相输入端输入信号即可。计算方法也类似。4.反相积分运算电路(1)创建电路创建如下图所示电路,并设置电路参数。XSC1-30kOC1100nf•R2R17.5kQJL1V3::二12U…;iOkdXFG1图2-14反相积分运算电路(2)仿真测试设置函数发生器XFG1,使其输出频率为4kHz、幅度为100mVp的方波信号。闭合仿真开关.打开示波器窗口,如图所示,观察Ui和u。波形可知,该积分电路将输入的方波信号转换为三角波信号输出,因此,它在信号处理、变换中应用非常广泛。图2-
9、12反相积分运算电路仿真波形□weaChame81[W-Scab:<00HlVjUvScaleSABtxt1・o▼叫伽):00Levd:qFv~1Y厂Add盼5AC0DC•ACQDC]-•T>prSine灯.A忙S10、3应和R4—样,同为—本次仿真实验,我们复习了《模拟电子技术基础》中有关运算放大器的内容,使我们对运算放大电路有了更深-步的理解。但对于运算放大器的使用方面仍存在许多不足,要在实践中多去应用来掌握这部分内容。100k需