集成运放组成的基本运算电路-实验报告.docx

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1、学生序号6专业：姓名：学号：日期：地点：实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：张冶沁成绩：__________________实验名称：基本运算电路设计实验类型：电路实验同组学生姓名：__________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1.实现反相加法运算电路2.实现反相减法运算电路3.用积分电

2、路将方波转换为三角波4.同相比例运算电路的电压传输特性（选做）5.查看积分电路的输出轨迹（选做）三、主要仪器设备HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源示波器、信号发生器、万用表实验箱LM358运放模块四、操作方法和实验步骤1.两个信号的反相加法运算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三角波和0.5V方波，送示波器验证。4)VS1输入0.2V三角波，VS2输入0.5V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）。2.减法器（差分放大电路）减法器电路，为了消除输入偏

3、置电流以及输入共模成分的影响，要求R1=R2、RF=R3。1)按设计的运算电路进行连接。2)静态测试：输入接地，保证零输入时为零输出。3)VS1和VS2输入正弦波（频率和幅值），用示波器观察输入和输出波形，确认电路功能正确。4)用示波器测量输入和输出信号幅值，记到表格中。2.用积分电路转换方波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t<<τ2（τ2=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TP<<τ2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，

4、但三角波的幅度将随之减小。1)连接积分电路，加入方波信号（幅度？）。2)选择频率，使TP<<τ2，用示波器观察输出和输入波形，记录线性情况和幅度。3)改变方波频率，使TP≈τ2，观察并记录输出波形的线性情况和幅度的变化。4)改变方波频率，使TP>>τ2，观察并记录输出波形的线性情况和幅度的变化。3.同相比例运算电压传输特性同相比例运算电路同反相加法运算电路，其特点是输入电阻比较大，电阻R’的接入同样是为了消除平均偏置电流的影响，故要求R’=R1//RF。1)连接同相比例运算电路。2)静态测试：输入接地，保证零输入时为零输出。3)加入正弦波，用示波器观察输入和输出波形，验证电路功能。4)用示波

5、器测出电压传输特性：示波器选择XY显示模式，选择适合的按钮设置。5)适当增大输入信号，使示波器显示整个电压传输特性曲线（即包含线性放大区和饱和区）。五、实验数据记录和处理1.两个信号的反相加法运算使用信号发生器作为输入，频道1输入0.2V三角波，频道2输入0.5V方波，示波器显示如下：双踪示波显示三角波和方波方波和输出信号三角波和输出信号用math按钮直接叠加两个信号2.减法器（差分放大电路）频道1输入峰峰值0.4V正弦波，频道2输入峰峰值1V正弦波，频率都是1kHz，两个信号互为反相双踪示波器显示输入波形VPP=0.4V正弦波和输出信号VPP=1V正弦波和输出信号2.用积分电路转换方波为三

6、角波用信号发生器产生方波，幅度值均为1V，取不同频率的输出效果：方波频率0.1kHz方波频率1kHz方波频率10kHz4.同相比例运算电压传输特性用信号发生器输入频率100Hz的正弦波，示波器两个频道分别接收信号发生器输入信号和运放输出信号，在示波器上选择XY显示模式，令正弦波的幅值在试验中逐渐增大，直至出现饱和区如下：线性放大区和饱和区同时出现六、实验结果与分析1.两个信号的反相加法运算由理论推导可知实验中的运放电路放大倍数为10倍，且反相，示波器上得到的输入信号和输出信号符合预计结果，另外还可以使用示波器自带的math通道，选择“+”功能，可以在屏幕上除了CH1和CH2之外，再增加一条经

7、过运算得出的曲线，这样做可以更方便地验证电路功能是否正确，但在本实验中使用此法得到的曲线还需经过反相才和实际曲线相同2.减法器（差分放大电路）由减法器的电路构成可以计算得其输出电压满足关系：而我在试验中所设参数整理为：输入信号幅值VS1/V输入信号幅值VS2/V输出电压幅值VO/V0.50.27实际上因为我设置的两个信号相位相反，所以若定义VS2的幅值为正，计算中的VS2=0.2V,VS1=-0.5V，由此计