实验一运算大器的基本应用
运算放大电路实验报告

运算放大电路实验报告运算放大电路实验报告引言运算放大电路是电子工程领域中一种常见的电路,它广泛应用于信号放大、滤波、积分、微分等功能。
本实验旨在通过搭建运算放大电路并进行实际测试,探究其工作原理和特性。
实验目的1. 了解运算放大电路的基本原理和组成结构;2. 熟悉运算放大电路的实际搭建和调试方法;3. 掌握运算放大电路的特性参数测量方法。
实验器材1. 运算放大器(OP-AMP);2. 电阻、电容等元件;3. 示波器、函数发生器等测试仪器。
实验步骤1. 搭建基本的非反馈运算放大电路。
将运算放大器的正、负输入端分别连接到电压源和接地,输出端接入负载电阻。
根据实验要求选择适当的电阻值,并使用示波器检测输出信号。
2. 测试运算放大器的放大倍数。
将输入信号接入运算放大器的正输入端,通过函数发生器输入不同频率和幅度的信号,并测量输出信号的幅度。
根据测量结果计算得到运算放大器的放大倍数。
3. 探究运算放大器的输入阻抗和输出阻抗。
使用电压源作为输入信号,通过改变输入电阻的值,测量输入电压和输出电压之间的关系。
同样地,通过改变负载电阻的值,测量输出电压和负载电阻之间的关系。
分析测量结果,得出运算放大器的输入阻抗和输出阻抗。
4. 实现运算放大器的反相放大功能。
在基本的非反馈运算放大电路的基础上,引入反馈电阻,并调整电阻的值,使得输出信号与输入信号呈反相关系。
通过示波器观察和测量输入信号和输出信号的波形,验证反相放大的功能。
实验结果与分析1. 在搭建基本的非反馈运算放大电路后,通过示波器观察到输出信号与输入信号具有相同的波形,且幅度有所放大。
这表明运算放大器实现了信号的放大功能。
2. 在测试运算放大器的放大倍数时,发现输出信号的幅度与输入信号的幅度成正比。
根据测量数据计算得到的放大倍数与理论值相符合,说明运算放大器具有较好的放大性能。
3. 通过测量输入电压和输出电压之间的关系,得到运算放大器的输入阻抗约为几十兆欧姆,说明输入电阻较高,不会对输入信号产生较大的负载效应。
实验一 运算器应用实验

实验一运算器应用实验运算器是计算机进行数据处理的核心部件。
它主要由算术逻辑运算部件ALU、累加器、暂存器、通用寄存器堆、移位器、进位控制电路及其结果判断电路等组成。
运算方法的基本思想是:各种复杂的运算处理最终可分解为四则运算和基本的逻辑运算,而四则运算的核心是加法运算。
通过补码运算可以化减为加,减法运算与移位运算配合可以实现乘除运算,阶码运算与尾数的运算组合可以实现浮点运算。
§1 算术逻辑运算实验一、实验目的1.了解运算器的组成结构。
2.掌握运算器的工作原理。
3.学习运算器的设计方法。
4.掌握简单运算器的数据传送通路。
5.验证运算功能发生器74LS181 的组合功能。
二、实验设备TDN-CM+教学实验系统一套。
三、实验原理实验中所用的运算器数据通路图如图3.1-1。
图中所示的是由两片74LS181 芯片以并/串形式构成的8 位字长的运算器。
右方为低4 位运算芯片,左方为高4 位运算芯片。
低位芯片的进位输出端Cn+4 与高位芯片的进位输入端Cn 相连,使低4 位运算产生的进位送进高4位运算中。
低位芯片的进位输入端Cn 可与外来进位相连,高位芯片的进位输出引至外部。
两个芯片的控制端S0~S3 和M 各自相连。
为进行双操作数运算,运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DR1、DR2(用锁存器74LS273 实现)来锁存数据。
要将内总线上的数据锁存到DR1 或DR2 中,则锁存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 须为高电平。
当T4 脉冲来到的时候,总线上的数据就被锁存进DR1 或DR2 中了。
为控制运算器向内总线上输出运算结果,在其输出端连接了一个三态门(用74LS245 实现)。
若要将运算结果输出到总线上,则要将三态门74LS245 的控制端ALU-B 置低电平。
否则输出高阻态。
数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。
其中,输入开关经过一个三态门(74LS245)和内总线相连,该三态门的控制信号为SW-B,取低电平时,开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。
计算器 实验报告

计算器实验报告计算器实验报告引言:计算器是一种广泛应用于日常生活和工作中的电子设备。
它的出现极大地方便了人们的计算工作,提高了计算的准确性和效率。
本实验旨在深入了解计算器的原理和工作方式,并通过实际操作,探索计算器的功能和使用方法。
一、计算器的原理和结构计算器是一种基于数字电路和逻辑电路的电子设备。
它主要由处理器、显示屏、键盘和电源等组成。
处理器是计算器的核心部件,负责执行各种计算操作。
显示屏用于显示计算结果和输入的数据。
键盘则用于输入数字和操作符。
电源为计算器提供电能。
二、计算器的基本功能1. 四则运算:计算器可以进行加、减、乘、除等基本的四则运算。
用户只需按下相应的数字和操作符键,计算器即可自动完成计算,并在显示屏上显示结果。
2. 百分数计算:计算器还可以进行百分数的计算。
用户只需输入百分数和相应的操作符,计算器将自动将百分数转换为小数,并进行计算。
3. 平方根和乘方计算:计算器还具备开平方根和乘方的功能。
用户只需按下相应的键,输入要计算的数字,计算器将自动进行计算,并在显示屏上显示结果。
4. 括号和优先级计算:计算器支持括号和优先级计算。
用户可以使用括号来改变计算的顺序,并通过设置优先级来控制计算的顺序。
三、计算器的使用方法1. 数字输入:用户可以通过按下相应的数字键来输入数字。
计算器一般有0到9的数字键,用户可以按下多次来输入多位数。
2. 操作符输入:计算器一般有加、减、乘、除等操作符键。
用户可以按下相应的操作符键来输入操作符。
3. 清除和删除:计算器一般有清除和删除键。
用户可以使用清除键来清除计算器的显示屏和内存中的数据。
删除键则用于删除输入的数字和操作符。
4. 计算结果:用户可以按下等号键来计算结果。
计算器将根据输入的数字和操作符进行计算,并在显示屏上显示结果。
四、实验过程和结果在实验中,我们使用了一款普通的计算器进行操作。
首先,我们按下数字键输入了一组数字,然后按下操作符键进行四则运算。
实验一运算器实验

实验一运算器实验简介:运算器是数据的加工处理部件,是CPU的重要组成部分,各类计算机的运算器结构可能有所不同,但是他们的最基本的结构中必须有算术/逻辑运算单元、数据缓冲寄存器、通用寄存器、多路转换器的数据总线的逻辑构件。
一、实验目的1、了解算术逻辑运算器(74LS181)的组成和功能。
2、掌握基本算术和逻辑运算的实现方法。
二、实验内容运用算术逻辑运算器74LS181 进行有符号数/无符号数的算术运算和逻辑运算。
三、实验元器件1、算术逻辑运算器(74LS181)。
2、三态门(74LS244、74LS245)及寄存器(74LS273、74LS373)。
3、二进制拨码开关SW-SPDT四、实验原理图1.1运算器电路原理图本实验的算术逻辑运算器电路如图 1.1所示:输入和输出单元跟上述实验相同:缓冲输入区八位拨码开关用来给出参与运算的数据,并经过三态门74LS245 和数据总线BUS相连,在控制开关SW_BUS处于高电平时允许输出到数据总线。
运算器则由两个74LS181以串行进位形式构成8位字长的算术/逻辑运算单元(ALU):ALU_L4B的进位输出端CN+4与ALU_H4B的进位输入端CN相连,使低4位运算产生的进位送进高4位运算中。
其中ALU_L4B为低4位运算芯片,参与低四位数据运算,ALU_H4B为高4位运算芯片,参与高四位数据运算。
ALU_L4B的进位输入端CN通过三态门连接到二进制开关CN,控制运算器仅为,ALU_H4B的进位输出端CN+4经过反相器74LS04,通过三态门接到溢出标志位CF指示灯(CF=1,即ALU运算结果溢出)。
ALU 除了溢出标志位CF外,还有两个标志位:零标志位ZF(ZF=1,即ALU运算结果为0,ZF对应发光二极管点亮)和符号标志位SF(SF=1,即运算结果为负数;SF=0 即运算结果为正数或0对应发光二极管点亮)。
图 1.2 运算器通路图ALU 的工作方式可通过设置两个74181芯片的控制信号(S0、S1、S2、S3、M、CN)来实现, 其74LS181逻辑功能表由表1-1给出,运算器ALU 的输出经过三态门(两片74LS244或一片74LS245)和数据总线BUS 相连。
实验一 运算器实验(1)

级班学号姓名实验报告实验一运算器实验一、实验目的:1、掌握简单运算器的数据传送通路;2、验证运算功能发生器(74LS181)的组合功能;3、验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能;4、按指定数据完成几种指定的算术运算。
二、实验设备DVCC-C5JH计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。
三、实验原理1、实验中所用的运算器数据通路图如附A图1-3所示。
其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器(74LS373)锁存,锁存器的输入连至数据总线,数据开关(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据,并经过一三态门(74LS245)和数据总线相连,数据显示灯(“BUS UNIT”)已和数据总线相连,用来显示数据总线内容。
2、控制信号说明:T4:脉冲信号;实验时,将W/R UNIT的T4接至STATE UNIT的微动开关KK2的输出端,按动微动开关,即可获得实验所需的单脉冲。
S3~S0、M:运算器的功能控制信号;可参见74181芯片的功能表P64。
Cn:进位控制信号,低电平有效。
LDDR1、LDDR2:数据寄存器DR1和DR2的数据装载控制信号,高电平有效。
ALU-B:该控制信号控制是否将ALU的结果送到总线上,低电平有效。
SW-B:三态门开关信号,控制是否打开三态门,低电平有效。
四、实验内容1、算术逻辑运算实验:实验步骤:①按图1-2连接路线,仔细检查无误后,接通电源;②用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数。
A)数据开关置01100101;B)设置switch unit:ALU-B=1 SW-B=0 LDDR1=1 LDDR2=0 C)按动KK2给出一个单脉冲信号,即T4=┎┒D)数据开关置10100111;E)设置switch unit:LDDR1=0 LDDR2=1F)按动KK2给出一个单脉冲信号。
运算放大器的应用实验报告

运算放大器的应用实验报告运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子元件,在电子电路中有着广泛的应用。
本实验旨在通过实验操作,加深对运算放大器的工作原理和应用特性的理解,同时掌握运算放大器在电路中的具体应用。
一、实验目的。
1. 了解运算放大器的基本工作原理;2. 掌握运算放大器的基本参数测量方法;3. 学习运算放大器在电路中的应用,包括比较器、放大器、积分器和微分器等。
二、实验仪器与设备。
1. 示波器。
2. 直流稳压电源。
3. 示波器探头。
4. 运算放大器集成电路。
5. 电阻、电容等元件。
6. 实验电路板。
7. 万用表。
三、实验原理。
运算放大器是一种差动放大器,具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益和宽带宽等特点。
在实验中,我们将通过测量运算放大器的输入输出特性、电压增益、输入偏置电流等参数,来了解其基本特性。
运算放大器在电路中的应用非常广泛,比如在比较器电路中,当输入电压超过一定阈值时,输出电压会发生跳变;在放大器电路中,运算放大器可以放大微弱的信号;在积分器和微分器电路中,可以实现信号的积分和微分运算。
四、实验内容与步骤。
1. 搭建运算放大器的输入输出特性测量电路,通过改变输入电压,测量输出电压与输入电压的关系曲线;2. 测量运算放大器的电压增益,并分析其影响因素;3. 搭建运算放大器的比较器电路,观察输入电压与输出电压的关系;4. 搭建运算放大器的放大器电路,测量放大电路的电压增益;5. 搭建运算放大器的积分器和微分器电路,观察输入输出波形,并分析其特性。
五、实验数据与分析。
1. 输入输出特性曲线如图所示(图表略),通过测量得到的数据绘制曲线,可以看出运算放大器的输入输出特性呈线性关系;2. 测量得到的电压增益为100,经分析发现电阻值的选择对电压增益有一定影响,需要合理选择电阻值以满足设计要求;3. 比较器电路的实验结果表明,运算放大器在一定输入电压范围内输出电压保持稳定,一旦超过阈值,输出电压会发生跳变;4. 放大器电路的实验结果显示,运算放大器可以有效放大输入信号,且放大倍数与电阻值的选择有关;5. 积分器和微分器电路的实验结果表明,运算放大器可以实现信号的积分和微分运算,输出波形与输入波形呈现出相应的积分和微分关系。
运算器实验报告

运算器实验报告运算器实验报告引言:运算器是一种能够进行数学运算的装置,它是计算机的核心组成部分之一。
在本次实验中,我们将通过搭建一个简单的运算器来深入了解其工作原理和运算过程。
通过实践,我们可以更好地理解计算机的运算逻辑,并掌握一些基本的计算机原理。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建运算器,了解其内部结构和运算过程,培养我们的动手能力和解决问题的能力。
同时,通过实验,我们还可以加深对计算机运算逻辑的理解,为今后的学习和研究打下基础。
二、实验材料和方法1. 实验材料:- 逻辑门芯片(与门、或门、非门等)- 连线- 电源- 开关- LED灯2. 实验方法:- 按照实验指导书的要求,依次连接逻辑门芯片、连线、开关和LED灯。
- 打开电源,观察LED灯的亮灭情况,记录实验结果。
- 根据实验结果,分析运算器的工作原理和运算过程。
三、实验结果与分析在实验过程中,我们按照指导书的要求,搭建了一个简单的运算器。
通过观察LED灯的亮灭情况,我们可以判断运算器是否正常工作。
在实验中,我们进行了加法、减法、乘法和除法等运算,记录了实验结果。
通过分析实验结果,我们可以发现运算器的工作原理和运算过程。
在加法运算中,我们使用了与门和或门来实现进位和求和的功能。
在减法运算中,我们使用了与门和非门来实现借位和求差的功能。
在乘法和除法运算中,我们通过多次加法和减法运算来实现。
四、实验总结通过本次实验,我们深入了解了运算器的工作原理和运算过程。
我们通过搭建运算器,实际操作了逻辑门芯片、连线、开关和LED灯等实验材料,培养了我们的动手能力和解决问题的能力。
同时,我们还加深了对计算机运算逻辑的理解,为今后的学习和研究打下了基础。
在今后的学习中,我们可以进一步深入研究运算器的原理和应用,探索更复杂的运算过程和算法。
通过不断学习和实践,我们可以提高自己的计算机技术水平,为科学研究和工程应用做出更大的贡献。
总之,本次实验是一次非常有意义的实践活动。
运算方法电路实验报告

运算方法电路实验报告实验目的本实验旨在通过搭建运算方法电路,进一步了解电路的基本原理和运算方法的应用,同时培养实验操作和报告撰写能力。
实验设备和材料- 面包板- 运算放大器- 电阻- 电压源- 电线实验原理运算方法电路是利用运算放大器(Operational Amplifier, 简称Op-Amp)实现各种基本的数学运算方法。
运算放大器是一种高增益、差分输入的电压放大器,常用于模拟电路中。
运算放大器有两个输入端和一个输出端,其中一个输入端称为非反相输入端(+),另一个输入端称为反相输入端(-)。
当两个输入电压相等时,输出电压为零,其差分增益较高,一般可达数十万倍以上。
根据运算放大器的基本原理,可以实现加法、减法、乘法、除法等运算。
实验步骤1. 搭建加法器电路首先,将运算放大器和电阻等材料准备好,并依次连接如下电路:输入端A > 电阻R1 > \ 输入端C输入端B > 电阻R2 > /运算放大器虚拟地-> \ 输出端> 运算放大器虚拟地-> /运算放大器输入端D > 电阻Rf(反馈电阻)2. 测量电路参数使用万用表或示波器等仪器,对电路各个参数进行测量和记录:输入电流、输出电流、放大倍数等。
3. 测试电路功能通过输入不同的电压值,测试电路的加法运算功能。
首先令输入端A为2V,输入端B为3V,当输入端D为1kΩ时,记录输出电压。
4. 搭建其他运算电路利用相同的原理和方法,搭建减法、乘法、除法等运算电路,并测试其功能。
实验结果与分析通过测量,我们得到了加法器电路的输出电压为5V。
此时我们可以得出结论:加法器电路能够正确进行加法运算,并通过反馈电阻调节输出电压。
同样的方法,我们搭建了减法器、乘法器和除法器电路,并测试它们的功能。
实验结果表明,这些电路能够正确地进行相应的运算操作。
总结与心得通过本次实验,我们进一步了解了运算放大器的基本原理和应用。
我们学会了搭建加法器、减法器、乘法器和除法器电路,并能够利用它们进行相应的运算操作。
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东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电子电路实验第一次实验实验名称:运算放大器的基本应用评定成绩:审阅教师:实验一运算放大器的基本应用一、实验目的:1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法;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、幅频特性、传输特性曲线、带宽的测量方法;3、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;4、了解运放调零和相位补偿的基本概念;5、掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法及实验测量技能。
二、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。
2、设计一个反相比例放大器,要求:|A V|=10, Ri>10K Q,将设计过程记录在预习报告上;(1) 仿真原理图因为要求|A v|=10,即|V o/V i|=|-R f/R i|=1O,故取R f=10R i,输入电阻尽量大些,取:R i=15k Q,Rk=150 k Q, R L=100 k Q(3) 仿真结果一时i 可柯比例1500 Sv通道A _ 比例1呂忡 通igB比例恤5¥心/ -y 城nr inr B」外部X S3 |0Y&B |oY 位置|0电平『1"面加载1即\|闵AC □ [DC(*AC ] a |DC *(7姻血7标劇1自动1 无」与理论值相符。
3、 设计一个电路满足运算关系 U O = -2U ii + 3U i2(1)仿真原理图侮示波器由于U o=-2U ii+3U i2=-2(U ii-3/2U i2),考虑使用2个运放,第一个运放为反相比例放大器,输入O.IVpp,5kHz 的正弦波,|V oi/V ii|= |-R fi/R ii|=3/2,故R ii=10k Q, R fi=15k Q;第二级为一个反相加法器,放大倍数为-2,选用R i2=15k Q, R f2=30k Q;由叠加原理,这两个信号并联接入第二级运放的输入端,输出为U o=-2U ii+3U i2 ;(3 )仿真结果输出幅值值为10.3V左右,与理论值符合;三、实验内容:1、基本要求:内容一:反相输入比例运算电路⑴图 1.3 中电源电压±15V, R i=10k Q, R F=100 k Q R L= 100 k Q R P= 10k//100k 。
按\ 图连接电路,输入直流信号U i分别为—2V、—0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同U i时的U o值,列表计算A u并和理论值相比较。
其中U i通过电阻分压电路产生。
实验结果分析:由运放的基本性质可知,当输出电压Uo>Uom时,输出电压为Uom ,由数据手册,V CC=±15V时,输出电压摆幅U OM~ ±3V~±14V。
故当|Ui|>1.5V 时,|Uo|=13~14V; |Ui|<1.5V时,|Uo|=10|Ui|,实验结果与理论相符。
(2) Ui输入0.2V、1kHz的正弦交流信号,在双踪示波器上观察并记录输入输出波形, 在输出不失真的情况下测量交流电压增益,并和理论值相比较。
注意此时不需要接电阻分压电路。
(a)双踪显示输入输出波形图Figure 1实验结果分析:由于使用的函数发生器的输出信号不稳定,产生了相当部分的高次谐波干扰,导致了波形的变形,所以本图并未显示出正确的正弦波形。
但是通过对波形的分析与修正不难发现此波形依旧可以梵音出放大倍数为10倍左右,而输入输出的波形相位差为180 °,构成一个反向比例放大器,与理论结果符合;(3) 输入信号频率为1kHz的正弦交流信号,增加输入信号的幅度,测量最大不失真输出电压值。
重加负载(减小负载电阻\R L),使R L= 220 Q,测量最大不失真输出电压,并和R L = 100 k澈据进行比较,分析数据不同的原因。
(提示:考虑运算放大器的最大输出电流)实验结果分析:通过查阅数据手册可知,当电源电压为±15V时,运放的最大输出摆幅范围为±13V到土14V。
实验结果表明,RL=100K Q时,最大不失真输出电压为13.9V位于13V~14V之间符合理论值;而当RL=220 Q时,则最大不失真输出电压为 4.6V,考虑运放的最大输出电流为土30mA故当负载为220 Q时,负载上最大的电压为土6.6V实验结果与理论值符合。
(4)用示波器X-Y方式,测量电路的传输特性曲线,计算传输特性的斜率和转折点值。
(a)传输特性曲线图(请在图中标出斜率和转折点值)(b )实验结果分析:实验过程中由于示波器的老化,产生了相当部分的高次谐波,因此可以在图像右下角看到在U i=1.2~1.45V时,图形发生了偏离。
但通过对整体图像的分析不难得知,斜率为-10.22,正好与运放的增益倍数相等而转折点的值为(-1.32,14.1) (1.42 , -13.9)输入(5)电源电压改为±12V,重复(3)、(4),并对实验结果结果进行分析比较。
(a自拟表格记录数据(b)实验结果分析:/ R L=100k Q,由于V cc=12V,运算放大器的输出电压摆幅相应降低,故最大不失真输出电压峰值也降低为11.2V,与理论结果符合;而当R L=100 Q,由于主要受最大输出电流的影响,所以其最大不失真输出电压峰值几乎不改变,实验值为 5.1V与5.3V相近,符合理论结果。
⑹保持Ui = 0.1V不变,改变输入信号的频率,在输出不失真的情况下,测出上限频率f H并记录此时的输入输出波形,测量两者的相位差,并做简单分析。
(a)双踪显示输入输出波形图(b)(C)实验结果分析:取增益为10*0.707=7.1左右时作为失真的临界值。
增益带宽积为0.7~1.6MHz,实验值G.BW=0.85MHz,符合理论结果。
当频率达到上限频率时,输入输出信号的相位差也发生了变化,这是由于当达到上限频率运放中的阻抗元件滤除了部分高次谐波。
(7)将输入正弦交流信号频率调到前面测得的f H,逐步增加输入信号幅度,观察输出波形,直到输出波形开始变形(看起来不象正弦波了),记录该点的输入、输出电压值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析,并和手册上的转换速率值进行比较。
(a)双踪显示输入输出波形图(b)(c)实验结果分析:由于输出信号近似为三角波,所以dUO/dt的计算就近似用电压差值处以半周期的时间。
理论值为0.25-0.5V/卩S,所以0.356V/卩s的测量值是合理的(8)输入信号改为占空比为50%的双极性方波信号,调整信号频率和幅度,直至输出波形正好变成三角波,记录该点输出电压和频率值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析(这是较常用的测量转换速率的方法)。
(a)双踪显示输入输出波形图(b)(c)实验结果分析:由于输出信号近似为三角波,所以dUO/dt的计算就近似用电压差值处以半周期(25卩S)的时间。
理论值为0.25-0.5V/卩S,但计算结果为0.640卩S,这是因为在实验中并未将输出波形调得非常标准,每个周期的波形左右不对称,对实验结果产生了较大影响。
经过重做实验,测得另一组数据计算结果为0.478,符合理论值。
(9) R F改为10 k Q,自己计算R P的阻值,重复(6) ( 7)。
列表比较前后两组数据的差另从反相比例放大器增益计算、增益带宽积等角度对之进行分析。
并总结在高频应用中该如何综合考虑增益带宽积和转换速率对电路性能的影响。
重复(6):保持Vi = 0.2V不变,改变输入信号的频率,在输出不失真的情况下,测出上限频率f H并记录此时的输入输出波形,测量两者的相位差,并做简单分析。
(a)双踪显示输入输出波形图(本图丢失,测得结果为真实结果)此时Rp= 5k(c)实验结果分析:由于R f增大,上限频率增大,由于增益带宽积为一定值,故增益倍数下降, 与实验结果符合;相位差也发生较大变化,运放对于输出电压的相位影响会越来越大。
重复(7):'\(a)双踪显示输入输出波形图(b)(c)实验结果分析:由于输出信号近似为三角波,所以dUO/dt的计算就近似用电压差值处以半周期的时间。
理论值为0.25-0.5V/卩S,但测量值为0.58,这与测量的输出波形未能调成标准三角波有关。
用这种算法算出正确结果的前提就是需要将输出波形调成标准三角波。
(d )总结在高频应用中该如何综合考虑增益带宽积和转换速率对电路性能的影响: 在一定的转换速率下,频率越高,对输出信号的影响越明显,在高频输入信号的情况下输出信号会严重失真。
在高频下应该选用增益带宽积更高的运放,以防止由于高频带来的信号失真。
内容二:设计电路满足运算关系Uo=-2U ii+3U i2, U ii接入方波信号,方波信号从示波器的校准信号获取(模拟示波器U M为1KH Z、1V (峰峰值)的方波信号,数字示波器U ii为1KHz、5V (峰峰值)的方波信号),U i2接入5kHz,0.1V (峰峰值)的正弦信号,用示波器观察输出电压Uo的波形,画出波形图并与理论值比较。
实验中如波形不稳定,可微调U i2的频率。
(a)双踪显示输入输出波形图(b)实验结果分析:本实验电路实际上为一个加法电路,运用两个运放实现,由于正弦波的频率为5kHz,方波输出电压为1kHz在一个方波周期内应该出现五个周期的正弦波形,从实验所得波形可知波形正确,由于方波被反相放大,从图像上也可读得输出波形的相位与输入的方波相位相差180°,与理论相符。
由于输入TTI电压峰峰值为5.60V,则理论上输出电压峰峰值应该为11.2+0.3=11.5V左右,本实验测得输出电压峰峰值在10.8V~11.2V跳动,主要是受高次谐波的干扰所致,经过游标测量的方式可测得输出电压峰峰值实际上为11.4V与理论值相当接近。
2、提高要求:设计一个比例-积分-微分运算电路。
满足运算公式写出具体的设计过程,比例、积分、微分的系数可以有所不同,请考虑不同的 系数对设计输出有何影响?本运算电路包含比例放大, 积分,微分三种运算,故可采用4个运放来分别实 现比例放大、积分、微分和最终的求和; 设计电路图如图:(2) 分别观察比例-积分,比例-微分,积分-微分,比例-积分-微分运算电路的波形, 并进行分析比较。
输入为100Hz , 1V 的方波,其积分为三角波,表现为电压的线性上升,在上 升沿和下降沿微分为 S 函数的±10000倍,表现为电压的跳变。