實驗九 積分與微分電路

1、實驗九 積分與微分電路學院：信息科學與技術學院專業(yè)：電子信息工程姓名：劉曉旭學號：2011117147一實驗目的1掌握集成運算放大器的特點、性能及使用方法。2掌握比例求和電路、微積分電路的測試和分析方法。3掌握各電路的工作原理和理論計算方法。二實驗儀器1數(shù)字萬用表2直流穩(wěn)壓電源3雙蹤示波器4信號發(fā)生器5交流毫伏表。三預習要求1.分析圖 7-8 實驗電路，若輸入正弦波，uo 與ui 的相位差是多少？當輸入信號為 100Hz、有 效值為 2V時，uo =?2.圖 7-8 電路中，若輸入方波，uo 與ui 的相位差？當輸入信號為 160Hz幅值為 1V時，輸出 uo =?3. 擬定實驗步驟，做好記錄

2、表格。四實驗原理集成運放可以構成積分及微分運算電路，如下圖所示： 微積分電路的運算關系為：五實驗內容：1.積分電路按照上圖連接積分電路，檢查無誤后接通+12，-12V直流電源。（1） 取Ui=-1v，用示波器觀察波形u0，并測量運放輸出電壓的正向飽和電壓值。（2） 取Ui=1V,測量運放的負向飽和電壓值。（3） 將電路中的積分電容改為改為0.1uF，ui分別輸入1KHz幅值為2v的方波和正弦信 號，觀察ui和uo的大小及相位關系，并記錄波形，計算電路的有效積分時間。（4） 改變電路的輸入信號的頻率，觀察ui和uo的相位，幅值關系。2. 微分電路實驗電路如上圖所示。（1） 輸入正弦波信號，f=5

3、00Hz，有效值為1v，用示波器觀察ui和uo的波形并測量輸 出電壓值。（2） 改變正弦波頻率（20Hz-40Hz），觀察ui和uo的相位，幅值變化情況并記錄。（3） 輸入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器觀察u0波形，并重復上述實驗。（4） 輸入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器觀察u0波形，并重復上述實驗3.積分-微分電路實驗電路如圖所示（1） 輸入f=200Hz,u=6V的方波信號，用示波器觀察ui和uo的波形并記錄。（2） 將f改為500Hz，重復上述實驗。解答：1. （1）取Ui=-1v，用示波器觀察波形u0，并測量運放輸出電壓的正向飽和電壓值電路仿真圖如下圖所示：積分

4、電路的運算關系：可得運放輸出電壓的正向飽和電壓值為11.108V。 （2）ui= 1V，測量運放的負向飽和電壓值。可得運放輸出電壓的正向飽和電壓值為11.108V。 (3)將電路中的積分電容改為改為0.1uF，ui分別輸入1KHz幅值為2v的方波和正弦信號， 觀察ui和uo的大小及相位關系，并記錄波形，計算電路的有效積分時間。當為輸入信號為方波時，輸出為三角波，波形如下圖：當輸入為正弦波時，有積分電路的關系可知，其電路輸出也為正弦波，波形如下圖所示：由示波器觀察可知，其輸出波形的幅值比輸入波形要小，相位落后/4個周期。有示波器可求得電路的有效積分時間為：0.025s,如下圖所示： 測量上升或者

5、下降的時間即可求出有效積分時間。 （4）改變電路的輸入信號的頻率，觀察ui和uo的相位，幅值關系。隨著頻率的增加，Vi與Vo的幅值減小，相位幾乎不變。2（1）輸入正弦波信號，f=500Hz，有效值為1v，用示波器觀察ui和uo的波形并測量輸 出電壓值。電路仿真原理圖如下圖所示： 輸入正弦波信號，用示波器觀察輸出電壓波形,如下圖所示： 測得輸出電壓值為：2.22v（2）改變正弦波頻率（20Hz-40Hz），觀察ui和uo的相位，幅值變化情況并記錄。隨著頻率的增加，Vi與Vo的幅值增大，相位差不變。(3) 輸入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器觀察u0波形，并重復上述實驗.在電容前加一個電阻，可起到衰減信號的作用，之后測得的輸出信號波形為：測得的輸出電壓為14.156V。改變輸入頻率，可得：隨著輸入頻率增大，其輸出幅值也在增大，相位差不變。（4） 輸入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器觀察u0波形，并重復上述實驗。測得輸出信號的波形為：輸出電壓值為1.6v。改變輸入頻率，可得：有圖可知，隨著輸入頻率的增加，輸出波形的幅值也在隨之增加，但相位差不變。3積分微分電路電路仿真圖如下所示：（1） 輸入f=20