基本运算电路实验报告.docx
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基本运算电路实验报告
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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
,1kHz
0
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
,1kHz
0
0
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=
未测
T=R2C
如下图
1ms
T=10R2C
如下图
10ms
T=100R2C
如下图
100ms
①T==
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
,1kHz
0
两种情况下仿真电路分别为:
①vs1=,vs1=0,由探针的显示的参数V(rms)为输出电压,大小为
②vs1=,vs1=,由探针的显示的参数V(rms)为输出电压,大小为
2、反相减法运算
输入信号vs1
vs1
输出电压vo
,1kHz
0
0
376μV
共模抑制比
*10^4
①vs1=,vs1=0V
②vs1=0V,vs1=
③vs1=,vs1=
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=
如下图
515mV
T=R2C
(峰值)
如下图
1ms
T=10R2C
(峰值)
如下图
10ms
①T=,方波频率为10KHz
②T=R2C,方波频率为1KHz
③T=10R2C,方波频率为
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