实验九积分与微分电路.docx

实验九 积分与微分电路之邯郸勺丸创作学院：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. 拟定实验步调，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） 积分电路依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,并丈量运放输出电压的正向饱和电压值。（2） 取 Ui=1V, 丈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） 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） 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 的波形并丈量输 出电压值。（ 3） 改变正弦波频率（ 20Hz-40Hz） ，观察 ui 和 uo 的相位，幅 值变更情况并记录。（ 4） 输入方波，f=200Hz,U=5V ，用示波器观察u0 波形，偏重复上述实验。（ 5） 输入三角波，f=200Hz,U=2V ，用示波器观察u0 波形，偏重复上述实验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。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,并丈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 ，丈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，相位落后兀/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：丈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的波形并丈量输出电压值。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 值变更情况并记录。随着频率的增加，Vi与Vo的幅值增大，相位差不变。输入方波，f=200Hz,U=5V,用示波器观察 u0波形，偏重复 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，偏 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。