运算电路设计

运算电路设计预习资料：

一. 实验内容概述

本实验需要利用实验室提供的元器件在实验箱上搭建并调试一个运算电路，其电路功能为先将一正弦信号比例放大，再经过积分变为余弦信号，再通过减法运算消除信号中的直流分量。二. 调试步骤

电路调试时通常做法是：先将整个电路图按功能划分为若干模块，本次电路应该会分为（比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路）三个模块；然后分别将各模块内部电路连好，并按照信号流向逐级调试（即从最初信号开始，每次多加一个模块，直至最后整机电路调试成功），本次实验根据题目要求依次调试比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路既可。

1. 按照设计好的电路图在实验箱上实现比例运算电路连线，详见下面各步：（1）选取电阻R1，并将其一端连接至运放反相输入端，如下图所示

（2）将电阻R1另一端连线至电源接地端，如下图所示

u 8-+A

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

2346

（3）选取电阻Rf ，并将其一端连接至运放反相输入端，如下边左图所示

（4）将电阻Rf 另一端连线至运放输出端，如上边右图所示

（5）选取电阻R2，并将其一端连接至运放同相输入端，如下图所示

u 8-+A

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

2346

u 8-+A

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

2346

u 8-+A

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

2346

（6）将信号发生器信号端连线至电阻R2另一端，并且将信号发生器接地端连线至电源接地端；如下图所示

（7）将电源+12V 连接至运放“7”脚，电源-12V 连接至运放“4”脚，如下图所示

u 8-+A

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

2346

u 8-+A

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

2346

7信号发生器

2. 将示波器两个通道探头分别连接至Ui1、Uo ，如下图所示

u 8-+A

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

2346

u 8-+A I

u 1

R 2

R F

R +12V -12V

23467O

u 8-+A

I u 1R 2

R +12V -12V

2346

示波器探头

打开实验箱、信号发生器、示波器电源开关，并且设置示波器旋钮按键开关直至波形显示合适（详见后面“示波器使用注意事项”），用手机拍摄波形照片，并且记录此时垂直与水平方向量程，如下图所示

垂直： V/格，水平： ms/格

3.按照设计好的电路图在实验箱上实现积分运算电路连线，将示波器两个通道探头分别连接至Uo、Uo1，

使波形在示波器屏幕上显示合适，拍摄波形照片，记录量程；

4.按照设计好的电路图在实验箱上实现积分运算电路连线，将示波器两个通道探头分别连接至Uo、Uo2，

使波形在示波器屏幕上显示合适，调节电位器RP，使得两个波形对称与同一个横轴，拍摄波形照片，记录量程，并用万用表测量电位器RP可调端电位，并记录为Ui2；

5.将示波器两个通道探头分别连接至Uo1、Uo2，不要对示波器做任何调节，拍摄波形照片，记录量程；

6.确认表1中左边波形照片全部拍摄完成，不要拆线，在预约表登记组号，等待老师检查电路及波形照

片；

7.老师检查完毕后，将信号发生器信号波形变为方波，在电路中任何连线不变的条件下，用示波器观察

表2中左边所有波形，并拍照，记录量程；

8.确认表2中左边波形照片全部拍摄完成，拆除电路，整理导线，如下图所示：

5根6根6根6根6根

再将电阻及电容位置恢复至实验前状态（3行6列，不能有并联），如下图所示

9. 请老师检查合格后，可以离开实验室，尽快完成表1与表2的波形绘制及数据计算并交给学习委员，

学习委员两天内将表格送至实验室，老师会在波形绘制及数据正确的情况下给波形数据签名。三. 实验相关原理

1.来实验室之前进行电路设计时，请思考以下问题：

（1）如果电路功能实现，表1中波形应该是什么样？请在草稿纸上试画

（2）调节RP 时，哪一级输出波形会变化？怎样变化？调到什么程度，RP 就调节合适了？ 2.电阻识别

(1) 电阻的测量：找到色环电阻（本次实验所有电阻都有五个色环），先确认万用表红色表笔在“V Ω”接

口，黑表笔在“COM ”接口，再将万用表档位选择至“Ω”，然后万用表两个表笔分别搭至电阻两端，更换量程并找到最合适量程测出电阻值。

(2) 电阻色环：首先从两端找到一个距离其它四个色环相对

较远的色环，此色环代表电阻的精度（如果两边的距离都差不多，请牢记本次所见电阻精度都是棕色），如右图所示，电阻读数时就不必读这个色环。

(3) 电阻的读数：先牢记口诀“黑棕红橙黄绿蓝紫灰白”对应数字“0-9”，然后将精度色环所在一边朝右，其它四个色环从左往右前三个颜色对应一个三位数，然后用这个三位数乘以10的第四位颜色对应数字次方，即为电阻值读数。例如：电阻色环从左往右颜色为“棕黑黑棕”，就是100*101Ω =1k Ω。 3.电容识别

(1) 找到陶瓷电容（如右图所示），仔细查看型号（三位数字），由型号所示的三位数即可

算出陶瓷电容容量；方法是，用这个三位数的前两位数乘以10的第三位数字次方，带单位是pF 。例如“103”，就是10*103pF =0.01μF 。四.实验注意事项

1. 示波器使用注意事项：

（1）本次实验需要同时显示两个通道波形，所以通道位置开关选“DUAL ”，而且

CH2（通道2）中按键“INV ”确保弹起状态；

（2）两个通道耦合方式选择开关必须选择DC （直接耦合）；

（3）本次实验所有波形都需要读数，所以垂直、水平方向所有微调旋钮都要锁定“LOCK ”（顺时针

旋转到底）；

（4）拍摄波形照片时，必须满足下列所有条件：

①两个通道电压量程必须相同；

- 精度

②两个通道0基准线必须重合；

③正弦波起点位置定位必须准确

2.组装电路注意事项：

（1）严禁电源短路及芯片±12V供电导线反接；

（2）实验过程中，严禁带电操作，凡是换线、接线、改线等操作均须断电；

（3）选择合适长度的导线接线，禁止补线。

3.实验结束绘制波形注意事项：

（1）在波形图上必须标注波形名称，以便区分；

（2）若波形有直流分量，必须在图上标注大小；

（3）描绘波形尽量精确，尤其是两个波形的相对位置、比例、大小等；

（4）两个表格右边波形整理时，请一定先看清楚纵轴符号，以免画错。

特别提示：

请每位同学格外重视设计性实验并抓紧时间准备，在来实验室之前完成要求的设计性实验报告前半部分和数据表格；

完成实验后努力写好实验报告提高实验成绩，并且依据文件“运算电路设计实验报告评分标准,doc”来补充完善实验报告。

实验结束一周内，学习委员将实验报告送至实验室。

模拟电路自主设计实验

姓名_____________________班级_____________________学号_____________________ 日期_____________节次______________成绩__________教师签字__________________ 哈尔滨工业大学模拟电路自主设计实验实验名称：运算放大器在限幅电路中的应用一、实验目的 1、深入了解运算放大器的放大作用和深度负反馈； 2、灵活运用运算放大器的多种应用；二、总体技术路线 2.1 当输入信号电压进入某一范围内，其输出信号的电压不再跟随输入信号电压的变化。串联限幅电路：当输入电压U i <0或U i为数值较小的正电压时，D1截止，运算放大器的输出电压U0=0；仅当输入电压U i>0且U i为数值大于或等于某一个的正电压U th时，D1才正偏导通，电路有输出，且U0跟随输入信号U i变化。并联限幅电路：当输入信号U i较小时，输出电压U0也较小，D1和D2没有击穿，U0跟随输入信号U i变化而变化，传输系数为：A uf=-R1 /R2；当U i幅值增大，使U0的幅值增大，并使D1和D2击穿，输出U0的幅度保持+(U z+U D)值不变，电路进入限幅工作状态。 2.2绝对值电路当输入电压U i>0,则运算放大器的输出电压U1，D1导通，D2截止，输出电压U0 =0；当输入电压U i <0，则运算放大器的输出电压U1 >0，D2导通，D1截止，输出电压U0 =-R1 U i/R2。并通过反向放大器将整流信号放大两倍，再增加一个同相加法器，让输入信号的另一极性电

压不经整流，而直接送到加法器，与来自整流电路的输出电压相加，便构成了绝对值电路。三、实验电路图 1、串联限幅电路： 2、并联限幅电路：

电路设计与负荷计算

电路设计与负荷计算！家装必读！<3367>字节规铜线截面积分为:1/1.5/2.5/4/6/10/16/25/35/50/70/95/120/150/185/240/300平方毫米相关的计算公式为： I＝KT0.44A0.75 其中K为修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048； T为最大温升，单位为℃； A为覆铜线截面积，单位为mil（不是mm，注意）； I为容许的最大电流，单位为A。一般铜线安全计算方法是： 2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。 4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A 。 6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A 。 10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。 16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A 。 25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。铝线估算口诀(一)：二点五下乘以九(2.5×9)，往上减一顺号走(4×8,6×7,10×6,16×5,25×4) 三十五乘三点五(35×3.5)，双双成组减点五条件有变加折算，高温九折铜升级穿管根数二三四，八七六折满载流说明： (1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。 “二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。 “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3.5＝122.5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0.5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2.5倍，依次类推。 “条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算。铝线估算口诀(二)：十下五;百上二;二五三五四三界; 七零九五两倍半;穿管温度八九折;

模拟运算电路(三)

实验五模拟运算电路（三）一、实验目的 1、了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念。 2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法。二、实验原理三、预习思考 1、查阅741运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义。 T:TIP 参数名称参数值参数意义及设计时应该如何考虑直流参数输入失调电压V IO 1(T) <6mV 该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。理想运放当输入电压为零时，其输出电压也为零，但实际运放当输入电压为零时，其输出端仍有一个偏离零的直流电压，这是由于运放电路参数不对称所引起的。输入偏置电流I IB 80(T)<500nA 该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。指运放输入级差分对管的基极电流 12 , B B I I,通常由于晶体管参

数的分散性，12B B I I ≠。输入偏置电流的大小，在电路外接电阻确定之后，主要取决于运放差分输入级的性能，当他的β值太小时，将引起偏置电流增加。从使用角度看，偏置电流愈小，由信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小。输入失调电流I IO 20(T)<200nA 该参数是指流入两个输入端的电流之差。输出电压为零时，两输入端静态电流的差值，即12io B B I I I =-。其典型值为几十至几百Na .由于信号源内阻的存在，io I 会引起一输入电压，破坏放大器的平衡，使放大器输出电压不为零。io I 越小越好，他反映了输入级有效差分对管的不对称程度。失调电压温漂 αV IO 20/uV C ±? 该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通常以 /uV C ? 为单位表示.指在规定范围内io V 的温度系数。共模抑制比K CMR 70(T)<90dB 差模电压增益VD A 与共模电压增益VC A 之比开环差模电压增益A VD 6 10 集成运放工作在线性区，接入规定的负载，无负反馈情况下的直流差模电压增益。VD A 与输出电压0V 的大小有关。通常是在规定的输出电压幅度（如010V V =±）测得的值。VD A 又是频率的函数，频率高于某一数值后，VD A 的数值开始下降。输出电压摆幅V OM +/-10 ~14 正负输出电压的摆动幅度极限差模输入电阻R ID 0.3~2M Ω 输出电阻R O 75 Ω 交流参数增益带宽积G.BW 0.7~1.6MHZ 增益带宽积A OL * ? 是一个常量，定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。运放的增益是随信号的频率而变化的，输出电压随信号频率增大而使其下降到最大值的0.707倍的频率范围，称为带宽。转换速率S R 0.25~0.5V/us (RL>2K) 该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值。SR 通常以V/μs 为单位表示，有时也分别表示成正向变化和负向变化。当运放在闭环情况下，其输入端加上大信号（通常为阶跃信号时），其输出电压波形将呈现一定的延时，其主要原因是运放内部电率中的电容充放电需要一定的时间。SR 表示运放在闭环状态下，每1us 时间内输出电压变化的最大值。极限参数最大差模输入电压V IOR 30V ± 反相和同相输入端所能承受的最大电压值。超过这个电压值，运放输入级某一侧的BJT 将出现发射结的反向击穿，而使运放的性能显著恶化，甚至可能造成永久性损坏。最大共模 13V ± 运放所能承受的最大共模输入电压。超过IC R V 值，它的共模抑

电路设计实验报告

电子技术课程设计题目：班级：姓名：合作者：

数字电子钟计时系统一、设计要求用中、小规模集成电路设计一台能显示时、分、秒的数字电子钟，基本要求如下： 1、采用LED显示累计时间“时”、“分”、“秒”。 2、具有校时功能。二、设计方案数字电子钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成，其整体框图为其中，秒信号发生器为：

由石英晶体发出32768Hz的振荡信号经过分频器，即CD4060——14级串行二进制计数器/分频器和振荡器，输出2Hz 的振荡信号传入D触发器，经过2分频变为秒信号输出。校时电路为：当K1开启时，与非门一端为秒信号另一端为高电位，输出即为秒信号秒计数器正常工作，当K1闭合，秒信号输出总为0，实现秒暂停。当K2/K3开启时，分信号/时信号输入由秒计数器输出信号及高电平决定，所以输出信号即为分信号/时信号，当K2/K3闭合时，秒信号决定分信号/时信号输出，分信号/时信号输出与秒信号频率一致，以实现分信号/时信号的加速校时。秒、分计数器——60进制

首先，调节CD4029的使能端，使其为十进制加法计数器。将输入信号脉冲输入第一个计数器（个位计数器）计十个数之后将，进位输出输给下一个计数器（十位计数器）的进位输入实现十秒计数。当计数器的Q1，Q2输出均为1时经过与门电路，输出高电平，作为分脉冲或时脉冲并同时使两计数器置零。时计数器——24进制时脉冲首先，调节CD4029的使能端，使其为十进制加法计数器。将输入信号脉冲输入第一个计数器（个位计数器）计十个数之后将，进位输出输给下一个计数器（十位计数器）的进位输入实现十秒计数。当十位计数器Q1和个位计数器Q2输出均为1时经过与门电路，输出高电平使两计数器置零。译码显示电路

模电-模拟运算电路实验

实验五模拟运算电路一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。理想运算放大器特性在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。开环电压增益 A ud =∞ 输入阻抗 r i =∞ 输出阻抗 r o =0 带宽 f BW =∞ 失调与漂移均为零等。理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式 U O ＝A ud （U +－U －）由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。即U +≈U －，称为“虚短”。（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。基本运算电路 1) 反相比例运算电路电路如图5－1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的 i F O U R U -=

关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。图5－1 反相比例运算电路图5－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路电路如图5－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 / R 2 / R F 3) 同相比例运算电路图5－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2＝R 1 / R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图5－3(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ，用以减小漂移和起保护作用。一般R F 取10KΩ， R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。 (a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器图5-3 同相比例运算电路 4) 差动放大电路（减法器）

数字电路及设计实验

常用数字仪表的使用实验内容： 1.参考“仪器操作指南”之“DS1000操作演示”，熟悉示数字波器的使用。 2.测试示波器校正信号如下参数：（请注意该信号测试时将耦合方式设置为直流耦合。峰峰值（Vpp），最大值（Vmax），最小值（Vmin），幅值（Vamp），周期（Prd），频率（Freq）顶端值（Vtop），底端值（Vbase），过冲（Overshoot）, 预冲（Preshoot），平均值（Average），均方根值（Vrms），即有效值上升时间（RiseTime），下降时间（FallTime），正脉宽（+Width）, 负脉宽（-Width），正占空比（+Duty），负占空比（-Duty）等参数。 3.TTL输出高电平>2.4V，输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V。请采用函数信号发生器输出一个TTL信号，要求满足如下条件： ①输出高电平为3.5V，低电平为0V的一个方波信号； ②信号频率1000Hz；在示波器上观测该信号并记录波形数据。

集成逻辑门测试（含4个实验项目）（本实验内容选作）一、实验目的（1）深刻理解集成逻辑门主要参数的含义和功能。（2）熟悉TTL 与非门和CMOS 或非门主要参数的测试方法，并通过功能测试判断器件好坏。二、实验设备与器件本实验设备与器件分别是：实验设备：自制数字实验平台、双踪示波器、直流稳压电源、数字频率计、数字万用表及工具；实验器件：74LS20两片，CC4001一片，500Ω左右电阻和10k Ω左右电阻各一只。三、实验项目 1．TTL 与非门逻辑功能测试按表1-1的要求测74LS20逻辑功能，将测试结果填入与非门功能测试表中（测试F=1、0时，V OH 与V OL 的值）。 2．TTL 与非门直流参数的测试测试时取电源电压V CC =5V ；注意电流表档次，所选量程应大于器件电参数规范值。（1）导通电源电流I CCL 。测试条件：输入端均悬空，输出端空载。测试电路按图1-1（a ）连接。（2）低电平输入电流I iL 。测试条件：被测输入端通过电流表接地，其余输入端悬空，输出空载。测试电路按图1-1（b ）连接。（3）高电平输入电流I iH 。测试条件：被测输入端通过电流表接电源（电压V CC ），其余输入端均接地，输出空载。测试电路按图1-1（c ）连接。（4）电压传输特性。测试电路按图1-2连接。按表1-2所列各输入电压值逐点进行测量，各输入电压值通过调节电位器W 取得。将测试结果在表1-2中记录，并根据实测数据，做出电压传输特性曲线。然后，从曲线上读出V OH ，V OL ，V on ，V off 和V T ，并计算V NH ，V NL 等参数。表1-1 与非门功能测试表

运算电路设计

运算电路设计预习资料：一. 实验内容概述本实验需要利用实验室提供的元器件在实验箱上搭建并调试一个运算电路，其电路功能为先将一正弦信号比例放大，再经过积分变为余弦信号，再通过减法运算消除信号中的直流分量。二. 调试步骤电路调试时通常做法是：先将整个电路图按功能划分为若干模块，本次电路应该会分为（比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路）三个模块；然后分别将各模块内部电路连好，并按照信号流向逐级调试（即从最初信号开始，每次多加一个模块，直至最后整机电路调试成功），本次实验根据题目要求依次调试比例运算电路、积分运算电路、减法运算电路既可。 1. 按照设计好的电路图在实验箱上实现比例运算电路连线，详见下面各步：（1）选取电阻R1，并将其一端连接至运放反相输入端，如下图所示（2）将电阻R1另一端连线至电源接地端，如下图所示 O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7

（3）选取电阻Rf ，并将其一端连接至运放反相输入端，如下边左图所示（4）将电阻Rf 另一端连线至运放输出端，如上边右图所示（5）选取电阻R2，并将其一端连接至运放同相输入端，如下图所示 O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7

（6）将信号发生器信号端连线至电阻R2另一端，并且将信号发生器接地端连线至电源接地端；如下图所示（7）将电源+12V 连接至运放“7”脚，电源-12V 连接至运放“4”脚，如下图所示 O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7O u 8-+A I u 1 R 2 R F R +12V -12V 2346 7信号发生器

电路综合设计实验-设计实验2-实验报告

设计实验2:多功能函数信号发生器一、摘要任意波形发生器是不断发展的数字信号处理技术和大规模集成电路工艺孕育出来的一种新型测量仪器，能够满足人们对各种复杂信号或特殊信号的需求，代表了信号源的发展方向。可编程门阵列（FPGA）具有高集成度、高速度、可重构等特性。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减小印制电路板的面积，提高系统的可靠性和灵活性。此次实验我们采用DE0-CV开发板，实现函数信号发生器，根据按键选择生产正弦波信号、方波信号、三角信号。频率范围为10KHz~300KHz，频率稳定度≤10-4，频率最小不进10kHz。提供DAC0832，LM358。二、正文 1.方案论证基于实验要求，我们选择了老师提供的数模转换芯片DAC0832，运算放大器LM358以及DE0-CV开发板来实现函数信号发生器。 DAC0832是基于先进CMOS/Si-Cr技术的八位乘法数模转换器，它被设计用来与8080，8048,8085，Z80和其他的主流的微处理器进行直接交互。一个沉积硅铬R-2R 电阻梯形网络将参考电流进行分流同时为这个电路提供一个非常完美的温度期望的跟踪特性（0.05%的全温度范围过温最大线性误差）。该电路使用互补金属氧化物半导体电

流开关和控制逻辑来实现低功率消耗和较低的输出泄露电流误差。在一些特殊的电路系统中，一般会使用晶体管晶体管逻辑电路（TTL）提高逻辑输入电压电平的兼容性。另外，双缓冲区的存在允许这些DAC数模转换器在保持一下个数字词的同时输出一个与当时的数字词对应的电压。DAC0830系列数模转换器是八位可兼容微处理器为核心的DAC数模转换器大家族的一员。 LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。本次实验选用的FPGA是Altera公司Cyclone系列FPGA芯片。Cyclone V系列器件延续了前几代Cyclone系列器件的成功，提供针对低成本应用的用户定制FPGA特性，支持常见的各种外部存储器接口和I/O协议，并且含有丰富的存储器和嵌入式乘法器，这些内嵌的存储器使我们在设计硬件电路时省去了外部存储器，节省了资源，而

运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法

熟悉运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法 2、了解其主要特点，掌握运用虚短、虚断的概念分析各种运算电路的输出与输入的函数关系。 3、了解积分、微分电路的工作原理和输出与输入的函数关系。学习重点：应用虚短和虚断的概念分析运算电路。学习难点：实际运算放大器的误差分析集成运放的线性工作区域前面讲到差放时，曾得出其传输特性如图，而集成运放的输入级为差放，因此其传输特性类似于差放。当集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大元件 v o=A vo v id=A vo(v+-v-) 通常A vo很大，为使其工作在线性区,大都引入深度的负反馈以减小运放的净输入,保证v o不超出线性围。对于工作在线性区的理想运放有如下特点： ∵理想运放A vo=∞，则 v+-v-=v o/ A vo=0 v+=v- ∵理想运放R i=∞ i+=i-=0 这恰好就是深度负反馈下的虚短概念。已知运放F007工作在线性区，其A vo=100dB=105 ,若v o=10V，R i= 2MΩ。则v+-v-=?，i+=?，i-=?

可以看出，运放的差动输入电压、电流都很小，与电路中其它电量相比可忽略不计。这说明在工程应用上，把实际运放当成理想运放来分析是合理的。返回第二节基本运算电路比例运算电路是一种最基本、最简单的运算电路，如图8.1所示。后面几种运算电路都可在比例电路的基础上发展起来演变得到。v o∝ v i：v o=k v i(比例系数k即反馈电路增益 A vF,v o=A vF v i) 输入信号的接法有三种：反相输入（电压并联负反馈）见图8.2

同相输入（电压串联负反馈）见图8.3 差动输入（前两种方式的组合）讨论： 1）各种比例电路的共同之处是：无一例外地引入了电压负反馈。 2）分析时都可利用"虚短"和"虚断"的结论： i I=0、v N=v p。见图8.4

实验二集成运算放大器的应用模拟运算 (1)

实验七集成运算放大器的应用（一）模拟运算电路预习部分一、实验目的 1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2. 掌握运算放大器的使用方法，了解其在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。本实验采用的集成运放型号为μA741，引脚排列如图2-7-1所示。它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正，负电源端，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十K Ω的电位器并将滑动触头接到负电源端。 ⑧脚为空脚。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 1) 反相比例运算电路电路如图2-7-2所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 Uo ＝－（R F / R 1）Ui 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻 R 2＝R 1‖R F 。 2) 反相加法电路图2-7-2 反相比例运算电路图2-7-3反相加法运算电路电路如图2-7-3所示，输出电压与输入电压之间的关系为 F i F i F O //R //R R R U R R U R R U 2132211 =??? ? ??+-= 图2-7-1 μA741管脚图

3) 同相比例运算电路图2-7-4(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 Uo ＝（1＋R F / R 1）Ui R 2＝R 1 // R F 当R 1→∞时，Uo ＝Ui ，即得到如图2-7-4(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ，用以减小漂移和起保护作用。一般R F 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。 (a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器图2-7-4 同相比例运算电路 4) 差动放大电路（减法器）对于图2-7-5所示的减法运算电路，当R 1＝R 2，R 3＝R F 时，有如下关系式图2-7-5 减法运算电路图2-7-6 积分运算电路 5) 积分运算电路反相积分电路如图2-7-6所示。在理想化条件下，输出电压uo 等于 ()()01 C t i O U dt U RC t U +-=? 式中 Uc(o)是t ＝0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。如果u i (t)是幅值为E 的阶跃电压，并设Uc(o)＝0，则 ()RC E Edt RC t U t O -=-=?01 即输出电压 Uo(t)随时间增长而线性下降。显然R C 的数值越大，达到给定的Uo 值所需的时间就越长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。 ()121 i i F O U U R R U -=

集成运放电路的设计

一设计目的 1.集成运算放大电路当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系，在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。 2.本课程设计通过Mulitisim编写程序几种运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证，并利用Protel软件对实现对积累运算放大电路的设计，并最终实现PCB版图形式。二设计工具：计算机，Mulitisim，Protel软件三设计任务及步骤要求 1)通过Mulitisim编写程序运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证。输入电压波形可以任意选取，并且可对输入波形的运算进行实时显示，并进行比较； 2)对设计完成的运算放大电路功能验证无误后，通过Protel软件对首先对电路进行原理图SCH设计，要求：所有运算放大电路在一张原理图上；输入输出信号需预留接口； 3)设计完成原理图SCH后，利用Protel软件设计完成印制板图PCB，要求：至少为双层PCB板；四设计内容 1集成运算放大器放大电路概述

集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。 2集成运放芯片的选取和介绍由于LM324具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，而本次电子设计实验对精度要求不是非常高,LM324完全满足要求,因此我们这里选用LM 324作为运放元件 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可如图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图。 3运放电路基本原理及其Mulitisim仿真 3.1．同相比例运放电路

集成运放基本应用之一—模拟运算电路

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实验十二集成运放基本应用之一——模拟运算电路一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。理想运算放大器特性：在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放：开环电压增益A ud=∞ 输入阻抗r i=∞ 输出阻抗r o=0 带宽f BW=∞ 失调与漂移均为零等。理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式 U O＝A ud（U+－U－）由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。

（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。基本运算电路 1) 反相比例运算电路电路如图5－1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。图5－1 反相比例运算电路图5－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路电路如图5－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 / R 2 // R F 3) 同相比例运算电路图5－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2＝R 1 / R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图5－3(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ， i 1 F O U R R U -=

组合逻辑电路设计实验报告

组合逻辑电路设计实验报告 1.实验题目组合电路逻辑设计一： ①用卡诺图设计8421码转换为格雷码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③记录输入输出所有信号的波形。组合电路逻辑设计二： ①用卡诺图设计BCD码转换为显示七段码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③把转换后的七段码送入共阴极数码管，记录显示的效果。 2.实验目的（1）学习熟练运用卡诺图由真值表化简得出表达式（2）熟悉了解74LS197元件的性质及其使用 3.程序设计格雷码转化：真值表如下：

卡诺图： 1 010100D D D D D D G ⊕=+= 2 121211D D D D D D G ⊕=+=

3232322D D D D D D G ⊕=+= 33D G = 电路原理图如下：七段码显示：真值表如下：卡诺图：

2031020231a D D D D D D D D D D S ⊕++=+++= 10210102b D D D D D D D D S ⊕+=++= 201c D D D S ++= 2020101213d D D D D D D D D D D S ++++= 2001e D D D D S +=

2021013f D D D D D D D S +++= 2101213g D D D D D D D S +++= 01213g D D D D D S +⊕+= 电路原理图如下：

4.程序运行与测试格雷码转化：逻辑分析仪显示波形：

东南大学模电实验报告模拟运算放大电路

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电路实验第一次实验实验名称：模拟运算放大电路（一）院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：

实验一模拟运算放大电路（一）一、实验目的： 1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。 2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。 3、了解运放调零和相位补偿的基本概念。二、实验原理： 1、反向比例放大器反馈电阻R F 值一般为几十千欧至几百千欧，太大容易产生较大的噪声及漂移。R 的取值则应远大于信号源v i 的内阻。若R F = R ，则为倒相器，可作为信号的极性转换电路。 2、电压传输特性曲线双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。一种是手工逐点测量法，另一种是采用示波器X-Y 方式进行直接观察。示波器X-Y 方式直接观察法：是把一个电压随时间变化的信号（如：正弦波、三角波、锯齿波）在加到电路输入端的同时加到示波器的X 通道，电路的输出信号加到示波器的Y 通道，利用示波器X-Y 图示仪的功能，在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线，同时还可以测量相关参数。具体测量步骤如下： F V R A =- R

(1) 选择合理的输入信号电压，一般与电路实际的输入动态范围相同，太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件；太小不能完全反应电路的传输特性。 (2) 选择合理的输入信号频率，频率太高会引起电路的各种高频效应，太低则使显示的波形闪烁，都会影响观察和读数。一般取50～500Hz 即可。 (3) 选择示波器输入耦合方式，一般要将输入耦合方式设定为DC，比较容易忽视的是在X-Y 方式下，X 通道的耦合方式是通过触发耦合按钮来设定的，同样也要设成DC。 (4) 选择示波器显示方式，示波器设成X-Y 方式，对于模拟示波器，将扫描速率旋钮逆时针旋到底就是X-Y 方式；对于数字示波器，按下“Display”按钮，在菜单项中选择X-Y。 (5) 进行原点校准，对于模拟示波器，可把两个通道都接地，此时应该能看到一个光点，调节相应位移旋钮，使光点处于坐标原点；对于数字示波器，先将CH1 通道接地，此时显示一条竖线，调节相应位移旋钮，将其调到和Y 轴重合，然后将CH1 改成直流耦合，CH2 接地，此时显示一条水平线，调节相应位移旋钮，将其调到和X 轴重合。 3、电压增益(电压放大倍数A V) 电压增益是电路的输出电压和输入电压的比值，包括直流电压增益和交流电压增益。实验中一般采用万用表的直流档测量直流电压增益，测量时要注意表笔的正负。交流电压增益测量要在输出波形不失真的条件下，用交流毫伏表或示波器测量输入电压V i(有效值)或V im(峰值)或V ip-p（峰-峰值）与输出电压V o(有效值)或V om(峰值)或 V op-p（峰-峰值），再通过计算可得。三、预习思考： 1、设计一个反相比例放大器，要求：|A V|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上； 2、设计一个电路满足运算关系V O= -2V i1 + 3V i2 四、实验内容： 1、23页实验内容1，具体内容改为： (I)图5-1电路中电源电压±15V，R1=10kΩ，R F=100 kΩ，R L＝100 kΩ，R P＝10k//100kΩ。按图连接电路，输入直流信号V i分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对应不同V i时的V o值，列表计算A vf并和理论值相比较。其中V i通过电阻分压电路产生。

电子电路综合设计实验报告

电子电路综合设计实验报告实验5自动增益控制电路的设计与实现学号: 班序号:

一. 实验名称：自动增益控制电路的设计与实现二.实验摘要：在处理输入的模拟信号时，经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况; 另外，在其他应用中，也经常有多个信号频谱结构和动态围大体相似，而最大波幅却相差甚多的现象。很多时候系统会遇到不可预知的信号，导致因为非重复性事件而丢失数据。此时，可以使用带AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器，使增益能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳定。自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小围变化的特殊功能电路，简称为AGC 电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。关键词：自动增益控制，直流耦合互补级，可变衰减，反馈电路。三.设计任务要求 1. 基本要求： 1）设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为：输入信号0.5?50mVrm§ 输出信号：0.5?1.5Vrms; 信号带宽：100?5KHz； 2）设计该电路的电源电路（不要际搭建）,用PROTE软件绘制完整的电路原理图（SCH及印制电路板图（PCB 2. 提高要求： 1）设计一种采用其他方式的AGC电路； 2）采用麦克风作为输入，8 Q喇叭作为输出的完整音频系统。 3. 探究要求： 1）如何设计具有更宽输入电压围的AGC电路； 2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD及如何有效的降低THD 四.设计思路和总体结构框图 AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA以及检波整流控制组成（如图1），该实验电路中使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能。如图2,可变分压器由一个固定电阻R和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻，可从一个由电压源V REG和大阻值电阻F2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。为防止Rb影响电路的交流电压传输特性。R2的阻值必须远大于R1。

二级运算放大电路版图设计

1前言1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计 6 3.4.2电流源版图设计 7 3.4.3负载MOS管版图设计 7 3.5 DRC & LVS版图验证 8 3.5.1 DRC验证 8 3.5.2 LVS验证 8 4结论 9 5参考文献 9

本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。以传统的二级运算放大器为例，在ADE电路仿真中实现0.16umCMOS工艺，输入直流电源为5v，直流电流源范围27~50uA,根据电路知识，设置各个MOS管合适的宽长比，调节弥勒电容的大小，进入stectre仿真使运放增益达到40db，截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。。版图设计要求DRC验证0错误，LVS验证使电路图与提取的版图相匹配，观看输出报告，要求验证比对结果一一对应。关键词：cadence仿真，设计指标，版图验证。 Abstract In this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of 0.16umCMOS technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one. Key words: cadence simulation, design index, layout verification.

输电线路设计计算公式集1～3章

导线截面的选择 1、按经济电流密度选择线路的投资总费用Z1 Z1 =(F0+αΑ)Ｌ式中：F0—与导线截面无关的线路单位长费用； α—与导线截面相关的线路单位长度单位截面的费用； Α—导线的截面积；Ｌ—线路长度。线路的年运行费用包括折旧费，检修维护费和管理费等，可用百分比 b 表示为 Z 2=bZ 1=b(F 0+aA)L 线路的年电能损耗费用（不考虑电晕损失）： Z 3=3I 2max Ci A PL 式中i —最大负荷损耗小时数。可依据最大负荷利用小时数和功率因数 I max —线路输送的最大电流 C —单位电价 P —导线的电阻率若投资回收年限为 n 得到导线的经济截面A n A m =I max ) 1(3nb a nPCi + 经济电流密度J n Jn= n A I max =nPCi nb a 3) 1(+ An=n J I max 我国的经济电流密度可以按表查取。

2、按电压损耗校验在不考虑线路电压损耗的横分量时，线路电压、输送功率、功率因数、电压损耗百分数、导线电阻率以及线路长度与导线截面的关系，可用下式表示 )(01 2?δtg X R U L P m += 式中：δ—线路允许的电压损耗百分比； P m —线路输送的最大功率，MW ； U i —线路额定电压KV L —线路长度m ； R —单位长度导线电阻，Ω/m ； X 0—单位长度线咱电抗，Ω/m ，可取0.4×10-3 Ω/m ； tg ?—负荷功率因数角的正切。 3、按导线允许电流校验（1）按导线的允许最大工作电流校验导线的允许最大工作电流为 Im= 1 0) R t t F -（β 其中 R1=[] A P t t 0 0)(21-+ 上二式中a —导线的电阻温度系数 t —导线的允许正常发热最高温度。我国钢芯铝绞线一般采用+70℃，大跨越可采用+90℃；钢绞线的允许温度一般采用+125℃； t 0—周围介质温度，应采用最高气温月的最高平均气温，并考虑太阳辐射的影响； β—导线的散热系数； F —单位长度导线的散热面积，F=md ； R 1—温度t 时单位长度导线的电阻； P 0—温度t 0时导线的电阻率； A —导线的截面积 d —导线的直径；（2）按短路电流校验