模电实验报告 实验四 集成运放的应用.docx
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模电实验报告实验四集成运放的应用
实验报告
课程名称:
模拟集成电路基础
实验项目:
集成运放的应用
实验四集成运放的应用
(1)(比例运算电路设计)
一、实验目的
1.掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。
1.学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验仪器
1.双通道三踪示波器
2.信号发生器
3.万用表
三、Multisim分析
反响比例运算电路:
参考教材P237图5.6.3。
积分运算仿真电路:
参考教材P244图5.6.11。
微分运算仿真电路(教材P245图5.6.13)。
三、预习要求
1.比例求和运算电路的工作原理。
2.运算放大器集成块LM324引脚图如下
实验中,运放LM324集成块的工作电压(4、11管腿):
+VCC=+12V,-VCC=-12V
四、实验内容
1.电压跟随器:
图1-1
图1-1电压跟随器
取负载RL=5.1K
输入信号Ui取自示波器的自校信号;并用示波器CH1来观察;
输出信号Uo用示波器的CH2观察;
上下对齐,画出Ui、Uo的波形,标明周期时间值和电压幅度值,并给出实验结论。
周期时间值:
T1=295.014msT2=294.029ms
电压幅度值:
U1幅度值:
10VU2幅度值:
10V
实验结论:
1、电压跟随器的输入电压与输出电压大小和相位一样。
2、电压跟随器的输入阻抗很大,输出阻抗很小,可以看成是一个阻抗转换的电路,可以提高原来电路带负载的能力。
3、电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。
2.反相比例:
图1-2
图1-2反相比例
Ui取自示波器的自校信号;并用示波器CH1来观察;
(1)当R1=10KR2=10KRF=100K时:
Uo用CH2观察;上下对齐,画出Ui、Uo的波形,注明周期时间值,幅度电平值。
(2)当R1=10KR2=10KRF=200K时:
Uo用CH2观察;上下对齐,画出Ui、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
周期时间值:
T1=994.318usT2=1.998ms
幅度电平值:
U1的幅度为20V,U2的幅度为200V
周期时间值:
T1=492.424usT2=1.506ms
幅度电平值:
U1的幅度为20V,U2的幅度为400V
实验结论:
1、电压增益:
。
2、输入电阻:
,输出电阻:
3.同相比例:
图1-3
图1-3同相比例
Ui取自示波器的自校信号;并用示波器CH1来观察;
(1)当R1=10KR2=10KRF=10K时:
Uo用CH2观察;上下对齐画出Ui、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
(2)当R1=10KR2=10KRF=20K时:
Uo用CH2观察;上下对齐画出Ui、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
周期时间值:
T1=3.494msT2=4.508ms
幅度电平值:
U1的幅度为20V,U2的幅度为40V
周期时间值:
T1=3.494msT2=4.498ms
幅度电平值:
U1的幅度为20V,U2的幅度为60V
实验结论:
1、电压增益:
2、输入电阻
,输出电阻
。
4.反相加法运算:
图1-4
图1-4反相加法运算
取R11=10KR12=10KR2=3.3KRF=10K时
Ui取示波器的自校信号;并用示波器CH1观察一次;
U2取信号发生器的正弦波信号0.5Vpp,2KHz;并用CH1观察;
Uo用CH2观察;上下对齐,画出U1、U2、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
周期时间值:
T1=3.002msT2=4.006ms
幅度电平值:
U1的幅度为20V,U2的幅度为20V
周期时间值:
T1=1.282sT2=1.283s
幅度电平值:
U1的幅度为1V,U2的幅度为20V
实验结论:
1、反相加法器的输出电压与输入电压之和无关。
2、比例系数由各输入电阻的比值有关与运算参数无关。
3、输出电压与输入电压之间的关系为:
5.减法运算:
图1-5
图1-5减法运算
取R11=10KR12=10KR2=10KRF=10K时
Ui取自示波器的自校信号;并用示波器CH1观察一次;
U2取信号发生器的正弦波信号0.5Vpp,2KHz;并用CH1观察;
Uo:
用CH2观察;上下对齐,画出U1、U2、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
周期时间值:
T1=3.002msT2=4.006ms
幅度电平值:
U1的幅度为20V,U2的幅度为20V
周期时间值:
T1=2.491msT2=3.504ms
幅度电平值:
U1的幅度为1V,U2的幅度为20V
实验结论:
1、减法器的输出电压与输入电压之差成正比。
2、当
*6.反相积分运算:
图1-6
图1-6反相积分运算
取两只R=10K,C=100nF=0.1uF时
(1)Ui取方波2Vpp,1KHz(信号发生器);并用CH1观察;
Uo用CH2观察;上下对齐,画出Ui、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
(2)Ui取正弦波,2Vpp,1KHz(信号发生器);并用CH1观察;
Uo用CH2观察;上下对齐,画出Ui、Uo的波,注明周期时间值,电压幅度值。
用公式说明反相积分运算的波形关系。
*7.反相微分运算:
图1-7
图1-7反相微分运算
取两只R=10K,C=100nF=0.1uF时
(1)Ui正弦波160Hz,1.5Vpp,(信号发生器);并用CH1观察;
Uo用CH2观察,注意Uom值;上下对齐,画出Ui、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
(2)改变Ui正弦波的频率20~400Hz,1.5Vpp;观察Ui、Uo的相位、幅值变化情况;上下对齐,画出Ui、Uo的波形,注明周期时间值,电压幅度值。
(3)Ui方波200Hz,±5Vpp,(信号发生器);观察Ui、Uo的相位、幅值变化情况;
用公式说明反相微分运算的波形关系。
五、实验报告
实验报告要求:
1.整齐画出波形图(坐标纸作图)。
2.将实测结果与理论分析计算值进行分析比较,分别给出实验结论。
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