實(shí)驗(yàn)九 積分與微分電路

1、實(shí)驗(yàn)九 積分與微分電路學(xué)院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)：電子信息工程姓名：劉曉旭學(xué)號(hào)：2011117147一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)、性能及使用方法。2掌握比例求和電路、微積分電路的測(cè)試和分析方法。3掌握各電路的工作原理和理論計(jì)算方法。二實(shí)驗(yàn)儀器1數(shù)字萬(wàn)用表2直流穩(wěn)壓電源3雙蹤示波器4信號(hào)發(fā)生器5交流毫伏表。三預(yù)習(xí)要求1.分析圖 7-8 實(shí)驗(yàn)電路，若輸入正弦波，uo 與ui 的相位差是多少？當(dāng)輸入信號(hào)為 100Hz、有 效值為 2V時(shí)，uo =?2.圖 7-8 電路中，若輸入方波，uo 與ui 的相位差？當(dāng)輸入信號(hào)為 160Hz幅值為 1V時(shí)，輸出 uo =?3. 擬定實(shí)驗(yàn)步驟，做好記錄

2、表格。四實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)放可以構(gòu)成積分及微分運(yùn)算電路，如下圖所示： 微積分電路的運(yùn)算關(guān)系為：五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.積分電路按照上圖連接積分電路，檢查無(wú)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(cè)量運(yùn)放輸出電壓的正向飽和電壓值。（2） 取Ui=1V,測(cè)量運(yùn)放的負(fù)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(hào)，觀察ui和uo的大小及相位關(guān)系，并記錄波形，計(jì)算電路的有效積分時(shí)間。（4） 改變電路的輸入信號(hào)的頻率，觀察ui和uo的相位，幅值關(guān)系。2. 微分電路實(shí)驗(yàn)電路如上圖所示。（1） 輸入正弦波信號(hào)，f=5

3、00Hz，有效值為1v，用示波器觀察ui和uo的波形并測(cè)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)。（4） 輸入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器觀察u0波形，并重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)3.積分-微分電路實(shí)驗(yàn)電路如圖所示（1） 輸入f=200Hz,u=6V的方波信號(hào)，用示波器觀察ui和uo的波形并記錄。（2） 將f改為500Hz，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。解答：1. （1）取Ui=-1v，用示波器觀察波形u0，并測(cè)量運(yùn)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(yùn)算關(guān)系：可得運(yùn)放輸出電壓的正向飽和電壓值為11.108V。 （2）ui= 1V，測(cè)量運(yùn)放的負(fù)向飽和電壓值。可得運(yùn)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(hào)， 觀察ui和uo的大小及相位關(guān)系，并記錄波形，計(jì)算電路的有效積分時(shí)間。當(dāng)為輸入信號(hào)為方波時(shí)，輸出為三角波，波形如下圖：當(dāng)輸入為正弦波時(shí)，有積分電路的關(guān)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(gè)周期。有示波器可求得電路的有效積分時(shí)間為：0.025s,如下圖所示： 測(cè)量上升或者

5、下降的時(shí)間即可求出有效積分時(shí)間。 （4）改變電路的輸入信號(hào)的頻率，觀察ui和uo的相位，幅值關(guān)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(hào)，f=500Hz，有效值為1v，用示波器觀察ui和uo的波形并測(cè)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(hào)，用示波器觀察輸出電壓波形,如下圖所示： 測(cè)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(fù)上述實(shí)驗(yàn).在電容前加一個(gè)電阻，可起到衰減信號(hào)的作用，之后測(cè)得的輸出信號(hào)波形為：測(cè)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)。測(cè)得輸出信號(hào)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