运算电路设计 (2)

1、.运算电路设计 预习资料：一. 实验内容概述本实验需要利用实验室提供的元器件在实验箱上搭建并调试一个运算电路，其电路功能为先将一正弦信号比例放大，再经过积分变为余弦信号，再通过减法运算消除信号中的直流分量。二. 调试步骤电路调试时通常做法是：先将整个电路图按功能划分为若干模块，本次电路应该会分为（比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路）三个模块；然后分别将各模块内部电路连好，并按照信号流向逐级调试（即从最初信号开始，每次多加一个模块，直至最后整机电路调试成功），本次实验根据题目要求依次调试比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路既可。1. 按照设计好的电路图在实验箱上实现比例运算电路连线，详

2、见下面各步：（1）选取电阻R1，并将其一端连接至运放反相输入端，如下图所示（2）将电阻R1另一端连线至电源接地端，如下图所示（3）选取电阻Rf，并将其一端连接至运放反相输入端，如下边左图所示 （4）将电阻Rf另一端连线至运放输出端，如上边右图所示（5）选取电阻R2，并将其一端连接至运放同相输入端，如下图所示（6）将信号发生器信号端连线至电阻R2另一端，并且将信号发生器接地端连线至电源接地端；如下图所示信号发生器（7）将电源+12V连接至运放“7”脚，电源-12V连接至运放“4”脚，如下图所示2. 将示波器两个通道探头分别连接至Ui1、Uo，如下图所示示波器探头打开实验箱、信号发生器、示波器电源

3、开关，并且设置示波器旋钮按键开关直至波形显示合适（详见后面“示波器使用注意事项”），用手机拍摄波形照片，并且记录此时垂直与水平方向量程，如下图所示垂直： V/格，水平： ms/格3. 按照设计好的电路图在实验箱上实现积分运算电路连线，将示波器两个通道探头分别连接至Uo、Uo1，使波形在示波器屏幕上显示合适，拍摄波形照片，记录量程； 4. 按照设计好的电路图在实验箱上实现积分运算电路连线，将示波器两个通道探头分别连接至Uo、Uo2，使波形在示波器屏幕上显示合适，调节电位器RP，使得两个波形对称与同一个横轴，拍摄波形照片，记录量程，并用万用表测量电位器RP可调端电位，并记录为Ui2； 5. 将示波

4、器两个通道探头分别连接至Uo1、Uo2，不要对示波器做任何调节，拍摄波形照片，记录量程；6. 确认表1中左边波形照片全部拍摄完成，不要拆线，在预约表登记组号，等待老师检查电路及波形照片；7. 老师检查完毕后，将信号发生器信号波形变为方波，在电路中任何连线不变的条件下，用示波器观察表2中左边所有波形，并拍照，记录量程； 8. 确认表2中左边波形照片全部拍摄完成，拆除电路，整理导线，如下图所示：6根6根6根6根5根再将电阻及电容位置恢复至实验前状态（3行6列，不能有并联），如下图所示9. 请老师检查合格后，可以离开实验室，尽快完成表1与表2的波形绘制及数据计算并交给学习委员，学习委员两天内将表格送

5、至实验室，老师会在波形绘制及数据正确的情况下给波形数据签名。三. 实验相关原理1.来实验室之前进行电路设计时，请思考以下问题：（1）如果电路功能实现，表1中波形应该是什么样？请在草稿纸上试画（2）调节RP时，哪一级输出波形会变化？怎样变化？调到什么程度，RP就调节合适了？ 2.电阻识别(1) 电阻的测量：找到色环电阻（本次实验所有电阻都有五个色环），先确认万用表红色表笔在“V”接口，黑表笔在“COM”接口，再将万用表档位选择至“”，然后万用表两个表笔分别搭至电阻两端，更换量程并找到最合适量程测出电阻值。-(2) 电阻色环：首先从两端找到一个距离其它四个色环相对较远的色环，此色环代表电阻的精度（

6、如果两边的距离都差不多，请牢记本次所见电阻精度都是棕色），如右图所示，电阻读数时就不必读这个色环。(3) 电阻的读数：先牢记口诀“黑棕红橙黄绿蓝紫灰白”对应数字“0-9”，然后将精度色环所在一边朝右，其它四个色环从左往右前三个颜色对应一个三位数，然后用这个三位数乘以10的第四位颜色对应数字次方，即为电阻值读数。例如：电阻色环从左往右颜色为“棕黑黑棕”，就是100*101 =1k。 3.电容识别(1) 找到陶瓷电容（如右图所示），仔细查看型号（三位数字），由型号所示的三位数即可算出陶瓷电容容量；方法是，用这个三位数的前两位数乘以10的第三位数字次方，带单位是pF。例如“103”，就是10*103

7、pF =0.01F。四.实验注意事项1. 示波器使用注意事项：（1） 本次实验需要同时显示两个通道波形，所以通道位置开关选“DUAL”，而且CH2（通道2）中按键“INV”确保弹起状态；（2） 两个通道耦合方式选择开关必须选择DC（直接耦合）；（3） 本次实验所有波形都需要读数，所以垂直、水平方向所有微调旋钮都要锁定“LOCK”（顺时针旋转到底）；（4） 拍摄波形照片时，必须满足下列所有条件：两个通道电压量程必须相同；两个通道0基准线必须重合；正弦波起点位置定位必须准确2. 组装电路注意事项：（1） 严禁电源短路及芯片12V供电导线反接；（2） 实验过程中，严禁带电操作，凡是换线、接线、改线等操作均须断电；（3） 选择合适长度的导线接线，禁止补线。3. 实验结束绘制波形注意事项：（1） 在波形图上必须标注波形名称，以便区分；（2） 若波形有直流分量，必须在图上标注大小；（3） 描绘波形尽量精确，尤其是两个波形的相对位置、比例、大小等；（4） 两个表格右边波形整理时，请一定先看清楚纵轴符号，以免画错。特别提示：请每位同学格外重视设计性实