1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱:_模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) _指導(dǎo)老師:_ _成績:_ 實(shí)驗(yàn)名稱: 實(shí)驗(yàn) 13 基本運(yùn)算電路 實(shí)驗(yàn)類型:_ 同組學(xué)生姓名:_ 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?必填 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理(必填 三、主要儀器設(shè)備(必填 四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析(必填 七、討論、心得一 . 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、研究集成運(yùn)放組成的比例、加法和積分等基本運(yùn)算電路的功能。 2、掌握集成運(yùn)算放大電路的三種輸入方式。3、了解集成運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。4、理解在放大電路中引入負(fù)反饋的方法和負(fù)反饋對放大電路各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。 二 . 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和

2、原理1. 實(shí)現(xiàn)兩個信號的反相加法運(yùn)算。 2. 實(shí)現(xiàn)同相比例運(yùn)算。3. 用減法器實(shí)現(xiàn)兩信號的減法運(yùn)算。 4. 實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算。5. 用積分電路將方波轉(zhuǎn)換為三角波。運(yùn)放 A741介紹 :集成運(yùn)算放大器(簡稱集成運(yùn)放是一種高增益的直流放大器,它有二個輸入端。根據(jù)輸入電路的不 同,有同相輸入、反相輸入和差動輸入三種方式。集成運(yùn)放在實(shí)際運(yùn)用中,都必須用外接負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)放大,用以實(shí)現(xiàn)各種模擬運(yùn)算。A741引腳排列: 三 . 主要儀器設(shè)備示波器、信號發(fā)生器、晶體管毫伏表 運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)電路板A741、電阻電容等元件 四 . 操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟1. 實(shí)現(xiàn)兩個信號的反相加法運(yùn)算 通過該電路可實(shí)現(xiàn)兩個信號的反相

3、加法運(yùn)算。為了消除運(yùn)放輸入偏置電流及其漂移造成的運(yùn)算 誤差,需在運(yùn)放同相端接入平衡電阻 R3,其阻值應(yīng)與運(yùn)放反相端地外接等效電阻相等,即要求 R 3=R1/R2/RF 。測量出輸入和輸出信號的幅值,并記錄示波器波形。注意事項(xiàng):被加輸入信號可以為直流, 也可以選用正弦、 方波或三角波信號。 但在選取信號的頻率和幅度 時(shí),應(yīng)考慮運(yùn)放的頻響和輸出幅度的限制。為防止出現(xiàn)自激振蕩和飽和失真,應(yīng)該用示波器監(jiān)視輸出電壓波形。為保證電路正確,應(yīng)對輸出直流電位進(jìn)行測試,即保證零輸入時(shí)為零輸出。2. 實(shí)現(xiàn)同相比例運(yùn)算 電路特點(diǎn)是輸入電阻比較大, 電阻 R ' 同樣是為 了消除偏置電流的影響,故要求 R &

4、#39;= R l/R f 。 +-=22f 11f S S O v R R v R Rv SO v R R v +=1f1實(shí)驗(yàn)步驟:(1測量輸入和輸出信號幅值,驗(yàn)證電路功能。 (2測出電壓傳輸特性,并記錄曲線。電壓傳輸特性是表征輸入輸出之間的關(guān)系曲線,即 v o= f (v s 。同相比例運(yùn)算電路的輸入輸出成比例關(guān)系。 但輸出信號的大小受集成運(yùn)放的最大輸出電壓幅 度的限制,因此輸入輸出只在一定范圍內(nèi)是保持線性關(guān)系的。電壓傳輸特性曲線可用示波器 來觀察。(3測量出輸入和輸出信號的幅值,并記錄示波器波形。3. 用減法器實(shí)現(xiàn)兩信號的減法運(yùn)算 差分放大電路即減法器,為消除運(yùn)放輸入偏執(zhí) 電流的影響,要

5、求 R 1=R 2、 R f=R 3。把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形填入表格。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)同 前。4. 實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算 電路原理:積分電路如上圖所示,在進(jìn)行積分運(yùn)算之前,將圖中 K 1閉合,通過電阻 R 2的負(fù)反饋?zhàn)饔? 進(jìn)行運(yùn)放零輸出檢查,在完成零輸出檢查后,須將 K 1打開,以免因 R 2的接入而造成積分誤差。K 2的設(shè)置一方面為積分電容放電提供通路,將其閉合即可實(shí)現(xiàn)積分電容初始電壓 V C (0=0。 另一方面,可控制積分起始點(diǎn),即在加入信號 V s 后,只要 K 2一打開,電容就將被恒流充電,電 路也就開始進(jìn)行積分運(yùn)算。(121f S S O v v R R v -=C R t v dtv CR v

6、stSO 1011-=-=實(shí)驗(yàn)名稱:_實(shí)驗(yàn) 13 基本運(yùn)算電路 姓名: 學(xué)號:實(shí)驗(yàn)步驟:用示波器觀察輸出隨時(shí)間變化的軌跡,記錄輸入信號參數(shù)和示波器觀察到的輸出波形。 (1 先檢查零輸出,將電容 C 放電; (2 將示波器按鈕置于適當(dāng)位置 : 將光點(diǎn)移至屏幕左上角作為坐標(biāo)原點(diǎn); Y軸輸入耦合選用 “DC” ; 觸發(fā)方式采用 “NORM” ;(3 加入輸入信號 (直流 ,然后將 K 2打開,即可看到光點(diǎn)隨時(shí)間的移動軌跡。5. 用積分電路將方波轉(zhuǎn)換為三角波 電路如圖所示。圖中電阻 R 2的接入是為了抑 制由 I IO 、 V IO 所造成的積分漂移,從而穩(wěn)定 運(yùn)放的輸出零點(diǎn)。 在 t<<

7、2(2=R2C 的條件下, 若 v S 為常數(shù), 則 v O 與 t 將近似成線性關(guān)系。因此,當(dāng) v S 為方波信號并滿足 T p<<2時(shí)(T p 為方波半 個周期時(shí)間,則 v O 將轉(zhuǎn)變?yōu)槿遣?且方 波的周期愈小,三角波的線性愈好,但三角 波的幅度將隨之減小。實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)記錄:接三種情況加入方波信號,用示波器觀察輸出和輸入波形,記錄線性情況和幅度的變化。 T p<<2 T p 2 T p>>2五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、反相加法運(yùn)算P.4 實(shí)驗(yàn)名稱:_實(shí)驗(yàn) 13 基本運(yùn)算電路 姓名: 學(xué)號:由于= -(10v s 1+10v s 2理論上

8、 vo=11.2V,實(shí)際 vo=9.90V,相對誤差 11.6%。誤差分析:檢查零輸入時(shí), vo=0.5V左右(即使仿真也有幾百微伏,并非完全為零,因此加上信號測量時(shí)會有 一定的誤差。測量 vo 過程中,毫伏表示數(shù)時(shí)有時(shí)無,通過按壓電路板與接線處都會使毫伏表 示數(shù)產(chǎn)生一定的波動, 可見電路本身并不穩(wěn)定。 本實(shí)驗(yàn)讀數(shù)是毫伏表多次穩(wěn)定在該 數(shù)值時(shí)讀取, 但依然不可避免地由于電路元件實(shí)際值存在一定的誤差范圍、 夾子連 接及安放位置導(dǎo)致的讀數(shù)不穩(wěn)定、以及部分視差原因,導(dǎo)致誤差的存在。2、同比例運(yùn)算 由于 =11vo,理論上 vo=5.61V,相對誤差 0.2%。誤差分析同前。 V(vi0V0.4V0.

9、8V1.2V1.6V2.0VV(vo-20V0V20V輸出信號的大小受集成運(yùn)放的最大輸出電壓幅度的限制,由仿真結(jié)果可見,輸入輸出在 0-1.3V 內(nèi) 是保持線性關(guān)系的。P.5 +-=22f11f S S O v R R v R R v S O v R R v +=1f 1P.6 實(shí)驗(yàn)名稱：_實(shí)驗(yàn) 13 基本運(yùn)算電路 3、減法器（差分放大電路） 輸入信號 vs1 (V 有效值 波 形 有效值 輸入信號 vs2 (V 波 形 有效值 輸出電壓 vo (V 波形 正弦波 12.38 姓名： 學(xué)號： 正弦波 1.56 0.30 正弦波 由于vO = Rf (vS 2 vS1 =10(vs2-vs1，理

10、論上 vo=12.6V，相對誤差 1.75%，誤差分析同前。 R1 4、實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算 理論上 vO = vs t 1 t 0 v S dt = R1C =-10vst R1C 實(shí)測時(shí)，加上直流電壓后，觀察到光點(diǎn)隨時(shí)間向右下方移動，軌跡為一條直線。 5. 用積分電路將方波轉(zhuǎn)換為三角波 vs 周期（s） vs 幅度值 （V） vO 線性情況 非常好 0.0001 0.60 0.85 vO 幅度值（V） 良好 0.001 0.78 0.92 不好 0.01 0.81 5.8 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，方波的周期越小，三角波的線性越好，且三角波的幅度隨之減小。 P.7 實(shí)驗(yàn)名稱：_實(shí)驗(yàn) 13 基本運(yùn)算電路

11、姓名： 學(xué)號： 六、思考與討論 1、實(shí)驗(yàn)中如何確定輸入信號(正弦波、方波還是直流信號）？如何選擇信號的幅度？ 答：實(shí)驗(yàn) 5 選擇方波，實(shí)驗(yàn) 4 選擇直流信號，實(shí)驗(yàn) 1-3 都可以。 信號幅度，實(shí)驗(yàn) 1 和 3 使 v1 與 v2 的差與和在 1V 左右，此時(shí)波形完整且誤差較小，其他 按實(shí)驗(yàn)要求。 2、實(shí)驗(yàn)中，若測得靜態(tài)輸出電壓為+12V，其根本原因是什么？應(yīng)如何處理？ 答：可能是沒有構(gòu)成負(fù)反饋，輸入電阻與反饋電阻斷開。此時(shí)應(yīng)檢查線路是否借錯，元件是否 出現(xiàn)問題，然后再測量靜態(tài)輸出，為零后再加入信號。 3、在運(yùn)算電路中為什么要接平衡電阻？其阻值如何確定？ 答：為了消除運(yùn)放輸入偏置電流及其漂移造成的運(yùn)算誤差，需在運(yùn)放同相端接入平衡電阻，其 阻值應(yīng)與運(yùn)放反相端地外接等效電阻相等。 七、體會與收獲 體會與收獲 通過這次實(shí)驗(yàn)，我更加直觀地了解了運(yùn)算放大器的作用，以及加入平衡電阻來消除運(yùn)放輸