模拟电子技术 硬件实验3 基本运算电路.pptVIP

实验目的 实验器材 实验准备 相关知识 实验内容 思考与讨论 实验报告 附录：安装与焊接要点 附录：实验电路板 附录： μA741引脚排列 正电源 负电源 同相 输入 反相 输入 输出 调零端 调零端 悬空 浙江大学 蔡忠法 电子技术基础实验 实验13 基本运算电路 浙江大学电工电子教学中心 蔡忠法 研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能。 掌握集成运算放大电路的三种输入方式。 了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响。 示波器、信号发生器、晶体管毫伏表 运算电路实验电路板 μA741、电阻电容等元件 阅读实验课件和教材，明确实验内容。 用EDA软件对实验电路进行仿真。 运放μA741介绍 ： 集成运算放大器（简称集成运放）是一种高增益的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同，有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。 集成运放在实际运用中，都必须用外接负反馈网络构成闭环放大，用以实现各种模拟运算。 正电源 负电源 同相 输入 反相 输入 输出 调零端 调零端 悬空 μA741引脚排列： -15V 0V(GND) +15V 工作电源的连线： 1. 实现两个信号的反相加法运算。 2. 实现同相比例运算。（选做） 3. 用减法器实现两信号的减法运算。 4. 实现积分运算。 （选做） 5. 用积分电路将方波转换为三角波。 1. 实现两个信号的反相加法运算 A － ＋ R1 R2 10k 10k 100k R′ 4.7k +15V -15V υS2 Rf υS1 υO 实验电路： 实验时应注意： 被加输入信号可以为直流，也可以选用正弦、方波或三角波信号。但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响和输出幅度的限制。 为防止出现自激振荡和饱和失真，应该用示波器监视输出电压波形！ 为提高运算精度，应对输出直流电位进行测试，即保证零输入时为零输出。 实验数据记录： 测量出输入和输出信号的幅值，并记录示波器波形： 波形 有效值 波 形 有效值 波 形 有效值 (V) (V) (V) 输出电压vo 输入信号vs2 输入信号vs1 注：上表针对正弦波输入。若是其他信号则表项需作相应更改。 2. 实现同相比例运算（选做） 实验电路： A － ＋ R1 10k 10k 100k R′ +15V -15V vO υS Rf 电路特点是输入电阻比较大，电阻R同样是为了消除偏置电流的影响，故要求 R= Rl//Rf。 实验步骤： (1) 测量输入和输出信号幅值，验证电路功能。 (2) 测出电压传输特性，并记录曲线。 电压传输特性是表征输入输出之间的关系曲线，即 vO= f (vS) 。 同相比例运算电路的输入输出成比例关系。但输出信号的大小受集成运放的最大输出电压幅度的限制，因此输入输出只在一定范围内是保持线性关系的。电压传输特性曲线可用示波器来观察。 实验数据记录： 测量出输入和输出信号的幅值，并记录示波器波形： 波形 有效值 波 形 有效值 (V) (V) 输出电压vo 输入信号vs 注：上表针对正弦波输入。若是其他信号则表项需作相应更改。 实验注意事项同前。 3. 用减法器实现两信号的减法运算 实验电路： 差分放大电路即减法器，要求R1=R2、Rf=R3。 A － ＋ R1 10k 10k 100k R2 +15V -15V vO vS2 Rf vS1 R3 100k 实验数据记录： 将实验数据及波形填入下述表格中： 波形 有效值 波 形 有效值 波 形 有效值 (V) (V) (V) 输出电压vo 输入信号vs2 输入信号vs1 注：上表针对正弦波输入。若是其他信号则表项需作相应更改。 实验注意事项同前。 4. 实现积分运算（选做） 实验电路： A － ＋ R1 10k R2 1M R′ 10k +15V -15V vO vS K2 K1 10μF C 积分电路如上图所示，在进行积分运算之前，将图中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用，进行运放零输出检查，在完成零输出检查后，须将K1打开，以免因R2的接入而造成积分误差。 K2的设置一方面为积分电容放电提供通路，将其闭合即可实现积分电容初始电压Vc（0）=0。另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号Vs后，只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。 电路原理： 实验步骤： (1) 先检查零输出，将电容C放电； 用示波器观察输出随时间变化的轨迹，记录输入信号参数和示波器观察到的输出波形。 将光点移至屏幕左上角作为坐标原点； Ｙ轴输入耦合选用“DC”； 触发方式采用“