实验九积分与微分电路.docVIP

. . 精品 精品 . 精品 实验九 积分与微分电路 学院：信息科学与技术学院 专业：电子信息工程 姓名：刘晓旭 学号：2011117147 . . 精品 精品 . 精品 一．实验目的 1．掌握集成运算放大器的特点、性能及使用方法。 2．掌握比例求和电路、微积分电路的测试和分析方法。 3．掌握各电路的工作原理和理论计算方法。 二．实验仪器 1．数字万用表2．直流稳压电源3．双踪示波器4．信号发生器5．交流毫伏表。 三．预习要求 1.分析图 7-8 实验电路，若输入正弦波，uo 与ui 的相位差是多少？当输入信号为 100Hz、有 效值为 2V时，uo =? 2.图 7-8 电路中，若输入方波，uo 与ui 的相位差？当输入信号为 160Hz幅值为 1V时，输出 uo =? 拟定实验步骤，做好记录表格。 四．实验原理 集成运放可以构成积分及微分运算电路，如下图所示： 微积分电路的运算关系为： 五．实验内容： 1.积分电路 按照上图连接积分电路，检查无误后接通+12，-12V直流电源。 取Ui=-1v，用示波器观察波形u0，并测量运放输出电压的正向饱和电压值。 . . 精品 精品 . 精品 取Ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。 将电路中的积分电容改为改为0.1uF，ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信 号，观察ui和uo的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。 改变电路的输入信号的频率，观察ui和uo的相位，幅值关系。 微分电路 实验电路如上图所示。 输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1v，用示波器观察ui和uo的波形并测量输 出电压值。 改变正弦波频率（20Hz-40Hz），观察ui和uo的相位，幅值变化情况并记录。 输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验。 输入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验 3.积分-微分电路 实验电路如图所示 输入f=200Hz,u=6V的方波信号，用示波器观察ui和uo的波形并记录。 将f改为500Hz，重复上述实验。 解答： （1）取Ui=-1v，用示波器观察波形u0，并测量运放输出电压的正向饱和电压值 电路仿真图如下图所示： . . 精品 精品 . 精品 积分电路的运算关系： 可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V。 （2）ui= 1V，测量运放的负向饱和电压值。 . . 精品 精品 . 精品 可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V。 (3)将电路中的积分电容改为改为0.1uF，ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号， 观察ui和uo的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。 当为输入信号为方波时，输出为三角波，波形如下图： 当输入为正弦波时，有积分电路的关系可知，其电路输出也为正弦波，波形如下图所示： . . 精品 精品 . 精品 由示波器观察可知，其输出波形的幅值比输入波形要小，相位落后π/4个周期。 有示波器可求得电路的有效积分时间为：0.025s,如下图所示： 测量上升或者下降的时间即可求出有效积分时间。 （4）改变电路的输入信号的频率，观察ui和uo的相位，幅值关系。 . . 精品 精品 . 精品 随着频率的增加，Vi与Vo的幅值减小，相位几乎不变。 2（1）输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1v，用示波器观察ui和uo的波形并测量输 出电压值。 电路仿真原理图如下图所示： 输入正弦波信号，用示波器观察输出电压波形,如下图所示： 测得输出电压值为：2.22v . . 精品 精品 . 精品 （2）改变正弦波频率（20Hz-40Hz），观察ui和uo的相位，幅值变化情况并记录。 随着频率的增加，Vi与Vo的幅值增大，相位差不变。 输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验. 在电容前加一个电阻，可起到衰减信号的作用，之后测得的输出信号波形为： . . 精品 精品 . 精品 测得的输出电压为14.156V。改变输入频率，可得： 随着输入频率增大，其输出幅值也在增大，相位差不变。 输入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验。 测得输出信号的波形为： . . 精品 精品 . 精品 输出电压值为1.6v。改变输入频率，可得： 有图可知，随着输入频率的增加，输出波形的幅值也在随之增加，但相位差不变。 3积分——微分电路 电路仿真图如下所示： . . 精品 精品 . 精品 输入f=200Hz,u=6V的方波信号，用示波器观察ui和uo的波形并记录。 测得输出波形如下图所示： （2）将f改为500Hz时