VI和IV转换电路设计的实验报告.doc

V/I和I/V转换电路设计的实验报告 姓名 谷灵莉 学号：121802017 得分：＿＿＿＿＿ 一、实验目的 1、熟悉掌握protues软件的使用； 2、掌握用集成运算放大器设计V/I和I/V转换电路 3、熟悉绘出V/I关系曲线。 二、实验线路及原理 1、实验仿真图 （1）利用protues画出V/I转换电路实验原理图如下图2.1所示。 图2.1 V/I转换电路仿真图 （2）利用protues画出V/I转换电路实验原理图如下图2.2所示。 图2.2 I/V转换电路仿真图 2、实验原理 （1）TL082 本次实验采用通用集成运放型号TL082。其管脚图如图2.3所示 图2.3 TL082管脚图 （2）V/I转换电路的计算 如图2.1电路图，先是接入了一个电压跟随器电路，右边的运放电路引入了负反馈，uP=uN=0,负载电流iL与uI成线性关系。所以 （3）I/V转换电路的计算 I/V（电流/电压）转换器进行电流、电压信号间的转换。例如，对电流进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后再由数字电压表进行测量。在用光电池、光电阻作检测元件时，由于它们的输出电阻很高，因此可把他们看作电流源，通常情况下其电流的数值极小，所以是一种微电流的测量。随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用，微电流放大器越来越占有重要的位置。 A:无源I/V变换 无源I/V变换主要是利用无源器件电阻来实现，并加滤波和输出限幅等保护措施。图中R1和C构成无源滤波电路，即RC低通滤波电路，起到滤波的作用；二极管一端加固定电压+5V，在另一端若有加至高于5V电压，在满足二极管一定特性的情况下，二极管将正向导通，所以在这里二极管起到了限幅的作用，输出电压V=R2*I，即可使输入电流转换为电压形式输出。 图2.3 无源I/V转换电路 B:有源I/V变换 有源I/V变换主要是利用有源器件运算放大器、电阻组成，如图2.2所示。图中利用运算放大器进行对输入信号的放大。如图虚线的左端是将输入电流信号转变为电压信号，输入电流由于电容C的存在使R1两端产生一定的压降，然后由运算放大器实现电压放大，从而完成电流到电压的转换。 比较无源I/V变换和有源I/V变换，有源I/V变换在实际应用中更为广泛，而且可调性强，便于电路的调试，所以设计中选用有源I/V变换完成电流电压转换。 三、实验内容及步骤 1、在protues中搭建出如图2.1所示的V/I转换电路，选择通用集成运放TL082，在U1处输入不同电压，得出不同电流值； 2、将放大器8和4脚分别接正、负12V电源，按照实验图接好剩余电路图； 3、根据电压的变换，得出相应的电流，并绘制出电压电流曲线。 4、在protues中搭建出如图2.2所示的V/I转换电路，选择通用集成运放TL082，输入电流不同I，得出不同的电压值； 5、将放大器8和4脚分别接正、负12V电源，按照实验图接好剩余电路图； 6、根据电流的变换，得出相应的电压，并绘制出电流电压曲线。 四、仿真 1、首先在protues中搭建出如图2.1所示的V/I转换电路，选择通用集成运放TL082，在U1处输入不同电压，接入电流表测出不同电流值； 2、在protues中搭建出如图2.2所示的V/I转换电路，选择通用集成运放TL082，输入电流不同I，利用电压表测出不同的电压值。 五、实验分析 1、V/I转换电路实验数据总结如下表格5-1所示。 实验次数 输入电压 输出电流 理论电流 1 2 3 4 5 表5-1 V/I转换电路 I/V转换电路实验数据总结如下表格5-2所示。 实验次数 输入电流 输出电压 理论电压 1 2 3 4 5 表5-2 I/V转换电路 分析表格中数据可以得到，选出线性范围，绘制出相对应线性曲线。 六、实验设备及元器件清单 本次实验所用到的设备及元器件清单如下： 运算放大器TL082×2； ±12V电源×1； 正弦信号发生器×1； 示波器×1； 电阻若干； 电容若干；