基本运算电路实验报告定稿版.docx
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基本运算电路实验报告定稿版
HUAsystemofficeroom【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
基本运算电路实验报告
专业:
姓名:
日期:
地点:
紫金港东三--
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:
实验目的:
1、掌握集成运算放大器组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。
2、了解集成运算放大器在实际应用中应考虑的一些问题。
实验要求:
1、实现两个信号的反向加法运算
2、用减法器实现两信号的减法运算
3、用积分电路将方波转化为三角波
4、实现同相比例运算(选做)
5、实现积分运算(选做)
二、实验设备:
双运算放大器LM358
三、实验须知:
1.在理想条件下,集成运放参数有哪些特征?
答:
开环电压增益很高,开环电压很高,共模抑制比很高,输入电阻很大,输入电流接近于零,输出电阻接近于零。
2.通用型集成运放的输入级电路,为啥均以差分放大电路为基础?
答:
(1)能对差模输入信号放大
(2)对共模输入信号抑制
(3)在电路对称的条件下,差分放大具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。
3.何谓集成运放的电压传输特性线?
根据电压传输特性曲线,可以得到哪些信息?
答:
运算放大器的电压传输特性是指输出电压和输入电压之比。
4.何谓集成运放的输出失调电压?
怎么解决输出失调?
答:
失调电压是直流(缓变)电压,会叠加到交流电压上,使得交流电的零线偏移(正负电压不对称),但是由于交流电可以通过“隔直流”电容(又叫耦合电容)输出,因此任何漂移的直流缓变分量都不能通过,所以可以使输出的交流信号不受失调电压的任何影响。
5.在本实验中,根据输入电路的不同,主要有哪三种输入方式?
在实际运用中这三种输入方式都接成何种反馈形式,以实现各种模拟运算?
答:
反相加法运算电路,反相减法运算电路,积分运算电路。
都为负反馈形式。
四、实验步骤:
1.实现两个信号的反相加法运算
实验电路:
R′=Rl//R2//RF
电阻R'的作用:
作为平衡电阻,以消除平均偏置电流及其漂移造成的运算误差
输入信号vs1
vs1
输出电压vo
0.1V,1kHz
0
1.01V
0.1V
0.1V
2.03V
2.减法器(差分放大电路)
实验电路:
R1=R2、RF=R3
输入信号vs1
vs1
输出电压vo
0.1V,1kHz
0
1.02V
0
0.1V
1.03V
0.1V
0.1V
0.12mV
共模抑制比
850
3.用积分电路转换方波为三角波
实验电路:
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,但三角波的幅度将随之减小。
根据电路参数求出τ2,确定三种情况下的方波信号频率,在坐标系中画出输入和输出波形。
vS方波周期
vS幅值(峰峰值)
vo波形
vo周期
vo幅值(峰峰值)
T=0.1R2C
未测
T=R2C
1.000
如下图
1ms
6.64V
T=10R2C
1.000
如下图
10ms
10.60V
T=100R2C
1.000
如下图
100ms
11.00V
①T=0.1R2C=0.1ms
未测
②T=R2C=1ms
③T=10R2C=10ms
④T=100R2C=100ms
五、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?
输出电压和输入电压之比为运算放大器的电压传输特性。
理想运放开环输入的线形范围(输出输入成比例)很小,所以运放线形应用都在负反馈的情况下,常见电路为电压并联负反馈(反向比例放大器)和电压串联负反馈(同向比例放大器)。
开环工作和正反馈工作都是非线形应用,如各种比较电路,这是电路输出状态只有正、负两种状态。
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?
不会。
运放的输入输出电压的线性关系只是在某一个电压范围才有效,超过这个范围就不是线性关系了,当输入电压再增大时候,输出就是一个出现失真的现象,也是通常所说的限幅。
(后附仿真实验)
仿真实验
1、实现两个信号的反相加法运算
输入信号vs1
vs1
输出电压vo
0.1V,1kHz
0
1.00V
0.1V
0.1V
2.00V
两种情况下仿真电路分别为:
①vs1=0.1V,vs1=0,由探针的显示的参数V(rms)为输出电压,大小为1.00V
②vs1=0.1V,vs1=0.1V,由探针的显示的参数V(rms)为输出电压,大小为2.00V
2、反相减法运算
输入信号vs1
vs1
输出电压vo
0.1V,1kHz
0
1.00V
0
0.1V
1.00V
0.1V
0.1V
376μV
共模抑制比
2.66*10^4
①vs1=0.1V,vs1=0V
②vs1=0V,vs1=0.1V
③vs1=0.1V,vs1=0.1V
3、用积分电路将方波转换为三角波
vS方波周期
vS幅值(峰值)
vo波形
vo周期
vo幅值(峰值)
T=0.1R2C
1.000
如下图
0.100ms
515mV
T=R2C
1.000(峰值)
如下图
1ms
4.91V
T=10R2C
1.000(峰值)
如下图
10ms
13.5V
①T=0.1R2C,方波频率为10KHz
②T=R2C,方波频率为1KHz
③T=10R2C,方波频率为0.1KHz
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- 基本 运算 电路 实验 报告 定稿
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