实验九积分与微分电路.doc

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二？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u o =？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。（2）取U = 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，u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u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u和u。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uo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uo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U=-Iv，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。（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。（3）将电路中的积分电容改为改为，u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n /4个周期。有示波器可求得电路的有效积分时间为：，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）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Uo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。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Uo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。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。