实验九积分与微分电路

实验九积分与微分电路学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程姓名：刘晓旭学号：2011117147实验目的掌握集成运算放大器的特点、性能及使用方法。掌握比例求和电路、微积分电路的测试和分析方法。掌握各电路的工作原理和理论计算方法。实验仪器数字万用表2.直流稳压电源3.双踪示波器4.信号发生器5.交流毫伏表。预习要求分析图7-8实验电路，若输入正弦波，u。与牛的相位差是多少？当输入信号为100Hz、有效值为2V时，uo=?图7-8电路中，若输入方波，u。与牛的相位差？当输入信号为160Hz幅值为1V时，输出u。二？3•拟定实验步骤，做好记录表格。实验原理集成运放可以构成积分及微分运算电路，如下图所示：(a)积分电路(a)积分电路(b)微分电路微积分电路的运算关系为：微分电路的运算关系：u0=-RC^积分电路的运算关系： LLO实验内容：积分电路按照上图连接积分电路，检查无误后接通+12,-12V直流电源。取Uj-1v，用示波器观察波形uo并测量运放输出电压的正向饱和电压值。取Uj1V，测量运放的负向饱和电压值。将电路中的积分电容改为改为O.luF,%分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号，观察料和u。的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。改变电路的输入信号的频率，观察u.和u。的相位，幅值关系。微分电路实验电路如上图所示。输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1v，用示波器观察u.和u。的波形并测量输出电压值。改变正弦波频率(20Hz-40Hz)，观察u.和u。的相位，幅值变化情况并记录。输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验。输入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验3•积分-微分电路实验电路如图所示100k实验电路如图所示100k输入f=200Hz,u=6V的方波信号，用示波器观察u.和u。的波形并记录。将f改为500Hz，重复上述实验。解答：1.(1)取U.=-1v，用示波器观察波形u0并测量运放输出电压的正向饱和电压值电路仿真图如下图所示：VEE10uFIDkQXSClL：如UA741CD::lOkG::『WV■■■■■'XFG1积分电路的运算关系:Time

270.013ms

channel_A

ll.lisv

channel_BPv+T"riFiner可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V（2）ui=1V，测量运放的负向饱和电压值。可得运放输出电压的正向饱和电压值为11.108V。将电路中的积分电容改为改为0.1uF，料分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号， 观察料和u。的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。当为输入信号为方波时，输出为三角波，波形如下图：当输入为正弦波时，有积分电路的关系可知，其电路输出也为正弦波，波形如下图所示:当输入为正弦波时，有积分电路的关系可知，其电路输出也为正弦波，波形如下图所示:由示波器观察可知，其输出波形的幅值比输入波形要小，相位落后n/4个周期。有示波器可求得电路的有效积分时间为：0.025s,如下图所示:▽测量上升或者下降的时间即可求出有效积分时间。有示波器可求得电路的有效积分时间为：0.025s,如下图所示:▽测量上升或者下降的时间即可求出有效积分时间。（4）改变电路的输入信号的频率，观察ui和u。的相位，幅值关系。密FunctionGener-ator-X...密FunctionGener-ator-X...随着频率的增加，Vi与Vo的幅值减小，相位几乎不变。2(1)输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1v,用示波器观察ui和u。的波形并测量输出电压值。电路仿真原理图如下图所示:XSC1--输入正弦波信号，▽用示波器观察输出电压波形，如下图所示:测得输出电压值为：2.22v

XSC1--输入正弦波信号，▽用示波器观察输出电压波形，如下图所示:测得输出电压值为：2.22v⑵改变正弦波频率(20Hz-40Hz)，观察料和uo的相位，幅值变化情况并记录。20D0SignalOpbarsFrequencyDutyCydeAjYipIrbd^Offset50SetRjsa/FdlTima^Va^efcrffinsOffsetS$tPjse^FallTimeCommonSipiaiOptianEFTEqumc?SgnalOpbanwFrequencyDutyCydeATpIrtude11Offcet20D0SignalOpbarsFrequencyDutyCydeAjYipIrbd^Offset50SetRjsa/FdlTima^Va^efcrffinsOffsetS$tPjse^FallTimeCommonSipiaiOptianEFTEqumc?随着频率的增加，Vi与Vo的幅值增大，相位差不变。⑶输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验.在电容前加一个电阻，可起到衰减信号的作用，之后测得的输出信号波形为:测得的输出电压为14.156V。改变输入频率，可得:Mutimeter-Xh?M1Carnmon-unctioriGenerator-XF...jiyr>ide:M0cude：W3,refWH5SOI』00fensFnequpxy;Dutvc^dB!MuttimB坨「-XMM1nalopwrsHESIaictionGenre-rator-XF,-sy^efnrmE22.335V31446V1000Fte50%■5VP0vggfalfcmeCiinntn随着输入频率增大，其输出幅值也在增大，相位差不变。(4)输入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验。测得输出信号的波形为：

输出电压值为1.6v。改变输入频率，可得:有图可知，随着输入频率的增加，输出波形的幅值也在随之增加，但相位差不变。3积分