模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告解析

1、計(jì)算機(jī)與信息工程系模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告專 業(yè)： 通信工程班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師： 秦玉潔完成日期：2013/12/9實(shí)驗(yàn)名稱模擬運(yùn)算電路成績一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯坑杉蛇\(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的功能。 了解運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路；可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系；可組成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。理想運(yùn)算放大器特性理想運(yùn)放：將運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化，滿足下列條件的運(yùn)算放大器稱 為理想運(yùn)放。開環(huán)電壓增益aud=°°輸入阻抗ri= 00輸出阻抗ro

2、=0帶寬 fbw= 8失調(diào)與漂移均為零等。理想運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要特性“虛短”輸出電壓uo與輸入電壓之間滿足關(guān)系式：u* aud ( u+ u-)由于aud=8,而uo為有限值，因此，u+ u-=0。即u+= u-,稱為“虛短”“虛斷”由于ri= 8,故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即 iib =0,稱為“虛 斷”。這說明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸取電流極小?；具\(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路電路如圖1 (a)所示。對(duì)于理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：,rf ,uoud為了減小輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻r2= r1 / rf 。當(dāng)r1 一oo時(shí)，uo=

3、ui ,即得到如圖 2(b)所示的電壓跟隨器。圖中r2= rf,用以減小漂移和起保護(hù)作用。一般rf 取 10kq , rf太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。差動(dòng)放大電路(減法器)對(duì)于圖3 (a)所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)r1=r2,r3= rf 時(shí),有如下關(guān)系圖減法與積分運(yùn)算電路rf見=£(52 -um)10uf三、uir110kr2r3 100k100k+ 12v-12vuo實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、± 12v直流電源2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、交流毫伏表4、直流電壓表5、集成運(yùn)算放大器 pa741x1電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容a 注意：實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、

4、負(fù)電源極性接反和 輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。實(shí)驗(yàn)步驟:按圖1 (a)連接實(shí)驗(yàn)電路；接通土 12v電源；輸入f = 100hz, ui = 0.5v的正弦交流信號(hào)；按圖連接實(shí)驗(yàn)電路；調(diào)零和消振；采用直流輸入信號(hào)；輸入信號(hào)采用直流信號(hào)；選擇合適的直流信號(hào)幅度以確保集成運(yùn)放工作在線性區(qū)；用示波器或直流電壓表測(cè)輸入電壓ui1、ui2及輸出電壓 uq記入表4仿真波形：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):ui1(v)2222ui2(v)1235uo(v)-9.9870.01210.01211.118五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)電路中的實(shí)驗(yàn)誤差很小，反相加減法的誤差會(huì)大一些，其原因主要在于信號(hào)發(fā)生器直流信號(hào)電壓的調(diào)節(jié)上，當(dāng)時(shí)儀器有點(diǎn)小問題，精

5、度只能達(dá)到0.2v,而且用萬用表和信號(hào)發(fā)生器顯示的數(shù)據(jù)相差有0.2v。另外，最大的問題在于積分運(yùn)算中輸出電壓的記錄，開始不知道怎樣才能每0.5s記錄一次數(shù)據(jù)，并且充電波形跳變很快，后來找到以下方法：連接輸出的示波器信道“ volts/div”為“ 1v', "sec/div”為“ 500ms”；開始時(shí)開關(guān)閉合，然后斷開開關(guān)；充電至波形滿屏?xí)r，“run/stop ;按格數(shù)讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)名稱方波一三角波發(fā)生器設(shè)計(jì)與研究(設(shè)計(jì)性實(shí) 驗(yàn))一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)會(huì)用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)方波與三角波發(fā)生器。(2)掌握方波與三角波發(fā)生器電路的調(diào)試與測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)要求(1)技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)用集成

6、運(yùn)算放大器構(gòu)成的方波一三角波產(chǎn)生電路。指標(biāo)要求如下方波。頻率：500hz,相對(duì)誤差+5% 脈沖幅度：± (66.5)v。三角波。頻率：500hz,相對(duì)誤差±5%幅度：1.52v。(2)設(shè)計(jì)要求根據(jù)指標(biāo)要求和已知條件，確定電路方案，計(jì)算并選取各單元電路的元件參數(shù)。在multisim 平臺(tái)上仿真，測(cè)量方波 -三角波產(chǎn)生電路輸出方波的幅度和頻率, 使之滿足設(shè)計(jì)要求。(3)預(yù)習(xí)要求掌握集成運(yùn)算放大器波形變換與非正弦波產(chǎn)生電路的工作原理。熟悉其設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。三、設(shè)計(jì)原理參考電路如圖1所示。o-15 vdld：圖1方波-三角波發(fā)生器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容uo(1)方波發(fā)生器電路的設(shè)計(jì)與仿真在m

7、ultisim平臺(tái)上將連接好電路，用示波器同時(shí)觀察并定量繪出輸出電壓和電容上的電壓 uc的波形，用示波器測(cè)算出方波的周期和峰峰值uop-p及uc的峰峰值ucp-p ,將測(cè)量結(jié)果填入表1中，根據(jù)測(cè)出的周期 算出方波的頻率。并與理論值相比較。表1方波發(fā)生器電路數(shù)據(jù)測(cè)量值理論值t ( ms )f( hz )uop-p (v)ucp-p (v)fo( hz )2.2410.44613.456213.44351.38162.2390.04713.538913.42121.3782(2)三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真用示波器測(cè)出三角波的周期峰峰值uop-p2 o將測(cè)量結(jié)果填入表2中,根據(jù)測(cè)出的周期 t,算出三角波(或方波)的頻率。并與理論值相比較。表2三角波發(fā)生器電路數(shù)據(jù)測(cè)量值理論值t ( ms )f( hz )uop-p1 (v)uop-p2 (v)fo ( hz )2.2390.04713.532613.53891.3816五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1)將實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果填入表1、表2中，并與理論值相比較,進(jìn)行誤差分析。(2)繪出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2所觀察的波形。圖a:仿真示例圖示波器儀式3圖b:波形圖六、實(shí)驗(yàn)心得這次試