集成运放EDA电子线路仿真分析方案Word文档格式.docx
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姓名:
学号:
班级:
实验时间:
2018.5.10
南京理工大学紫金学院电光系
一、实验目的
1、掌握运算电路的特点,能组成基本的运算电路。
2、掌握集成运算放大电路输入电压和输出电压的关系。
3、掌握运算电路参数的测试方法。
二、实验原理
1、反相比例运算电路
图6-3为反相比例运算电路原理图:
图6-3反相比例运算电路原理图
由虚断得:
故:
,
;
由虚短得:
利用两式可以得到输入和输出电压的关系:
其中负号表示输出信号和输入信号相位相反。
电路中R2为平衡电阻,
。
当
时,
,此时电路为反相器。
2、原理图如图6-18所示,输入信号从反相输入端输入,利用电容作为反馈网络。
由虚断和虚短得:
对电容而言:
则输出电压为:
因此输出信号的波形和输入信号的波形有关系。
图6-18积分运算电路原理图
1)设正弦波输入,频率为f,则波形可以表示为:
则输出电压的关系式为:
说明:
正弦波输入,经积分电路后输出波形为余弦波,输出电压的幅度为
,相位超前输入信号
2)方波输入
方波信号输入时,在某一段时间
内
为一恒量,在另一段时间
,也是一个恒量。
输出电压的表达式为:
故方波输入,当C选择合适当且信号稳定后输出信号为三角波,如图6-19所示。
图6-19方波输入时输入和输出信号波形
3)三角波输入
若输入信号为三角波,则输入电压是时间的一次函数:
,A和B为系数。
输出信号的表达式为:
因此输出电压为时间的二次函数,输出信号波形为曲线,如图6-20所示。
图6-20三角波输入时输入和输出信号波形
三、实验内容
利用Multisim软件连接电路如图所示
输入波形如图所示,波形幅度为0.1V,频率为1kHz,
求:
(1>
输出波形如图所示,幅度为0.5V,求电阻R2的值。
(2>
将R2换成电容,使电容的值分别为100pF,100nF,1μF,观察输出波形,分析波形变化的原因。
1>
寻找使Uo=0.5的R2:
由图可以得到R2=10kΩ。
2)当电容为100pF时,输出波形为:
为了更加方便的看到输出波形,把输入波形幅度为10v时:
<
C=100nf,1uf时,对应的输出的波形)
波形变化的原因:
因为电容在电路中充当可以充放电的电源,而在上述题目中,随着电容的变大,电容的储电量急剧增加,使得1μF时充放电还没有完成就进行下一轮的充放电了。
四、小结与体会
该实验内容较为简单,操作容易,不需要大量的数据运算。
在改变电容值观察输出波形变化时,我改变函数信号发生器的幅值的大小,从而使得输出信号的波形更加明显。
这次实验是对集成运算放大电路的基本运用,有助于我们对多级放大电路的学习和掌握。
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