模拟电子技术实验报告解析

1、计算机与信息工程系模拟电子技术实验报告专 业： 通信工程班 级：学 号：指导老师： 秦玉洁完成日期：2013/12/9实验名称模拟运算电路成绩一、实验目的研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验原理集成运算放大器具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路；可以灵活地实现各种特定的函数关系；可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。理想运算放大器特性理想运放：将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称 为理想运放。开环电压增益aud=°°输入阻抗ri= 00输出阻抗ro

2、=0带宽 fbw= 8失调与漂移均为零等。理想运放在线性应用时的两个重要特性“虚短”输出电压uo与输入电压之间满足关系式：u* aud ( u+ u-)由于aud=8,而uo为有限值，因此，u+ u-=0。即u+= u-,称为“虚短”“虚断”由于ri= 8,故流进运放两个输入端的电流可视为零，即 iib =0,称为“虚 断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。基本运算电路反相比例运算电路电路如图1 (a)所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：,rf ,uoud为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻r2= r1 / rf 。当r1 一oo时，uo=

3、ui ,即得到如图 2(b)所示的电压跟随器。图中r2= rf,用以减小漂移和起保护作用。一般rf 取 10kq , rf太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。差动放大电路(减法器)对于图3 (a)所示的减法运算电路，当r1=r2,r3= rf 时,有如下关系图减法与积分运算电路rf见=£(52 -um)10uf三、uir110kr2r3 100k100k+ 12v-12vuo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 pa741x1电阻器、电容器若干。四、实验内容a 注意：实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、

4、负电源极性接反和 输出端短路，否则将会损坏集成块。实验步骤:按图1 (a)连接实验电路；接通土 12v电源；输入f = 100hz, ui = 0.5v的正弦交流信号；按图连接实验电路；调零和消振；采用直流输入信号；输入信号采用直流信号；选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区；用示波器或直流电压表测输入电压ui1、ui2及输出电压 uq记入表4仿真波形：实验数据:ui1(v)2222ui2(v)1235uo(v)-9.9870.01210.01211.118五、实验总结电路中的实验误差很小，反相加减法的误差会大一些，其原因主要在于信号发生器直流信号电压的调节上，当时仪器有点小问题，精

5、度只能达到0.2v,而且用万用表和信号发生器显示的数据相差有0.2v。另外，最大的问题在于积分运算中输出电压的记录，开始不知道怎样才能每0.5s记录一次数据，并且充电波形跳变很快，后来找到以下方法：连接输出的示波器信道“ volts/div”为“ 1v', "sec/div”为“ 500ms”；开始时开关闭合，然后断开开关；充电至波形满屏时，“run/stop ;按格数读数。实验名称方波一三角波发生器设计与研究(设计性实 验)一、实验目的(1)学会用集成运算放大器设计方波与三角波发生器。(2)掌握方波与三角波发生器电路的调试与测量方法。二、实验要求(1)技术指标设计一个用集成

6、运算放大器构成的方波一三角波产生电路。指标要求如下方波。频率：500hz,相对误差+5% 脉冲幅度：± (66.5)v。三角波。频率：500hz,相对误差±5%幅度：1.52v。(2)设计要求根据指标要求和已知条件，确定电路方案，计算并选取各单元电路的元件参数。在multisim 平台上仿真，测量方波 -三角波产生电路输出方波的幅度和频率, 使之满足设计要求。(3)预习要求掌握集成运算放大器波形变换与非正弦波产生电路的工作原理。熟悉其设计和调试方法。三、设计原理参考电路如图1所示。o-15 vdld：图1方波-三角波发生器四、实验内容uo(1)方波发生器电路的设计与仿真在m

7、ultisim平台上将连接好电路，用示波器同时观察并定量绘出输出电压和电容上的电压 uc的波形，用示波器测算出方波的周期和峰峰值uop-p及uc的峰峰值ucp-p ,将测量结果填入表1中，根据测出的周期 算出方波的频率。并与理论值相比较。表1方波发生器电路数据测量值理论值t ( ms )f( hz )uop-p (v)ucp-p (v)fo( hz )2.2410.44613.456213.44351.38162.2390.04713.538913.42121.3782(2)三角波发生器的设计与仿真用示波器测出三角波的周期峰峰值uop-p2 o将测量结果填入表2中,根据测出的周期 t,算出三角波(或方波)的频率。并与理论值相比较。表2三角波发生器电路数据测量值理论值t ( ms )f( hz )uop-p1 (v)uop-p2 (v)fo ( hz )2.2390.04713.532613.53891.3816五、实验报告要求(1)将实验所测数据与理论计算结果填入表1、表2中，并与理论值相比较,进行误差分析。(2)绘出实验内容 1和实验内容2所观察的波形。图a:仿真示例图示波器仪式3图b:波形图六、实验心得这次试