实验九积分与微分电路.docx
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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
一．实验目的
1．掌握集成运算放大器的特点、性能及使用方法。
2．掌握比例求和电路、微积分电路的测试和分析方法。
3．掌握各电路的工作原理和理论计算方法。
二．实验仪器
1．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。
三．预习要求
1.分析图7-8实验电路，若输入正弦波，uo与ui的相位差是多少？
当输入信号为100Hz、有效值为2V时，uo=?
2.图7-8电路中，若输入方波，uo与ui的相位差？
当输入信号为160Hz幅值为1V时，输出
uo=?
3.拟定实验步骤，做好记录表格。
四．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：
微积分电路的运算关系为：
五．实验内容：
1.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。
（1）取Ui=-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。
（2）取Ui=1V,测量运放的负向饱和电压值。
（3）将电路中的积分电容改为改为0.1uF，ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号，观察ui和uo的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。
（4）改变电路的输入信号的频率，观察ui和uo的相位，幅值关系。
2.微分电路
实验电路如上图所示。
（1）输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1v，用示波器观察ui和uo的波形并测量输出电压值。
（2）改变正弦波频率（20Hz-40Hz），观察ui和uo的相位，幅值变化情况并记录。
（3）输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验。
（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
3.积分-微分电路
实验电路如图所示
（1）输入f=200Hz,u=6V的方波信号，用示波器观察ui和uo的波形并记录。
（2）将f改为500Hz，重复上述实验。
解答：
1.
（1）取Ui=-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：
积分电路的运算关系：
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。
（3）将电路中的积分电容改为改为0.1uF，ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号，观察ui和uo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：
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π/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。
（4）改变电路的输入信号的频率，观察ui和uo的相位，幅值关系。
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uo的波形并测量输出电压值。
电路仿真原理图如下图所示：
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
（2）改变正弦波频率（20Hz-40Hz），观察ui和uo的相位，幅值变化情况并记录。
随着频率的增加，Vi与Vo的幅值增大，相位差不变。
（3）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：
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——微分电路
电路仿真图如下所示：
（1）输入f=200Hz,u=6V的方波信号，用示波器观察ui和uo的波形并记录。
测得输出波形如下图所示：
（2）将f改为500Hz时，输出波形为：
由上图可知，该积分微分电路能大致恢复原始输入信号。
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