2-2模拟电子技术实验指导书(7)

5．积分运算电路

反相积分电路如图6-5所示，在理想化条件下，输出电压U0等于

1tU0(t)???0Uidt?UC(o)

RC

式中UC（0）是t=0时刻电容C两端的电压值，即初始值。

图6-5 积分运算电路

1tE?0Edt??t 如果Ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设UC（0）=0，则U0(t)??RCRC

即输出电压U0(t)随时间增长而线性下降。显然RC的数值越大，达到给定的U0值所需的时间就越长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。

在进行积分运算之前，首先应对运放调零。为了便于调节，将图中K1闭合，即通过电阻R2的负反馈作用帮助实现调零。但在完成调零后，应将K1打开，以免因R2的接入造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压UC（0）=0，另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号U1后，只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。 三、实验设备与器件

1．+12V直流电源 2．函数信号发生器 3．交流毫伏表 4．直流电压表 5．集成运算放大器uA741 1 电阻器、电容器若干。 四、实验内容

实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。

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1．反相比例运算电路

1）按图6-1连接实验电路，接通12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。 2）输入f=100Hz，Ui=0.5V的正弦交流信号，测量相应的UC，并用示波器观察UC和Ui的相位关系，记入表6-1。

表6-1 Ui=0.5V f=100Hz Ui(V) U0(V) Ui波形 t 2．同相比例运算电路

1）按图6-3(a)连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表6-2 2）将图6-3(a)中的R2断开，得图6-3(b)电路重复内容1。 3．反相加法运算电路

1）按图6-2连接实验电路。调零和消振。 表6-2 Ui=0.5V f=100Hz Ui(V) U0(V) Ui波形 U0波形 t AV 实测值 t 计算值 U0波形 t AV 实测值 计算值 2）输入信号采用直流信号，图6-6所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压Ui1．Ui2及输出电压U0，记入表6-3。

图6-6简易可调直流信号源

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3．减法算电路

a) 按图6-4连接实验电路。调零和消振。

b) 采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表6-4 表6-3 Ui2(V) U i2(V) U0(V) Ui2(V) U i2(V) U0(V) 表6-4 4．积分运算电路

实验电路如图6-5所示

1）打开K2，闭合K2，对运放输出进行调零。

2）调零完成后，再打开K2，闭合K2，合UO（O）=O。

3）预先调好直流输入电压Ui=0.5V，接入实验电路，再打开K2，然后用直流电压表测量输出电压U0，每隔5秒读一次UO，记入表6-5，直到UO不断继续明显增大为止。

表6-5 T(s) UO（V） 0 5 10 15 20 25 30???? 五、实验报告

1．整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。

2．将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。 3．分析讨论实验中出现的现象和问题。 六、预习要求

1．复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。

2．在反相加法器中，如Ui1和Ui2均采用直流信号，并选定Ui2=-1V，当考虑到运算放大器的最大输出幅度（±12V时），Ui2的大小不应超过多少伏？ 3．在积分电路中，如R1=100K?，C=4.7uF，求时间常数。假设Ui=0.5V，问要使输出电压UO达到5V，需多长时间（设U0（0）=0）？

4．为了不损坏集成块，实验中的应注意什么问题？

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实验七 集成运算放大器的基本应用（II）波形发生器

一、实验目的

1．学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。 2．学习波形发生器的调整和订性能指标的测试方法。 二、实验原理

由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式，本实验选用最常用的、线路比较简单的几种电路加以分析。

1．RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）

图7-1 RC桥式正弦波振荡器

图7-1为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1．R2．RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RW，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1．D2正和电阻的非线性特性来实现稳幅。D1．D2采用硅管（温度稳定性好），有要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线必的影响，以改善波形失真。

R1电路的振荡频率 fo= ，起振的幅值条件 F > 2

2RCR1

式中RF=RW+R2+（R3‖rd），rd——二极管正向导通电阻。 调整反馈电阻RF（调RW），使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大RF。如波形失真严重，则应适当减小RF。

改变选频网络的参数C和R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。

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2．方波发生器

由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。图片7-2所示为由滞回比较器及简单RC积分电路组成的方波—三角波发生器。它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。 …… 此处隐藏：591字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……