实验九积分与微分电路
积分和微分电路结构原理
积分和微分电路结构原理当输入信号流经如图所示的RC电路时，因电容C的充、放电（延迟）作用，致使输出电压的性质发生了显著变化。
积分、微分基本电路即RC电路，其积分电路又常做为延时电路应用，延时时间的长短与R、C值的乘积相关，称为电路的时间常数τ=RC。
假如将R1、C1互换位置，则变身为微分电路。
但电路是否具有积分或微分功能，除了电路的本身结构以外，还需要输入信号Ui合适才行，合适的RC电路，再加上合适的Ui信号，两个合适碰在一起才成啊。
图1 RC积分、微分电路及波形图如图1，可知积分、微分电路具有波形变换功能。
如晶闸管脉冲电路，需要取出移相脉冲的的上升沿做为触发信号时，即可用微分电路取出上升沿脉冲信号。
1、成为积分电路的前提条件和动作表现需要积分电路本身时间常数τ输入信号的频率周期，即工作当中C1不会被布满也不行能彻底放完电，输出信号幅度要小于输入信号幅度。
电路仅对信号的缓慢变化部分（矩形脉冲的平顶阶段）感爱好，而忽视掉突变部分（上升沿和下降沿），这是由RC电路的延迟作用来实现的。
能将输入矩形波转变成锯齿波（或三角波及其它波形）；积分电路原理：因C1两端电压不能突变，在输入信号上升沿至平顶阶段，输入信号经R1对C1充电，C1两端电压因充电电荷的渐渐积累而缓慢上升；同样，在输入信号的下降沿及低电平常刻，C1通过R1放电，其上电压渐渐降低。
由RC电路延迟效应，达到了波形变换的目的。
在此过程中，因C1的“迟缓反应”，忽视了信号的突变部分。
2、成为微分电路的前提条件需要电路本身时间常数τ输入信号的频率周期，即工作当中C1（因其容量特小），充、放电速度极快，输出信号由此会消失双向尖峰（接近输入信号幅度）。
电路仅对信号的突变量（矩形脉冲的上、下沿）感爱好，而忽视掉缓慢变化部分（矩形脉冲的平顶阶段）。
微分电路则能将输入矩形波（或近似其它波形）转变为尖波（或其它相近波形）。
微分电路原理：a、在输入信号上升沿到来瞬间，因C1两端电压不能突变（此时充电电流最大，电压降落在电阻R1两端），输出电压接近输入信号峰值（在输出端由耦合现象产生了高电平跳变）；b、因电路时间常数较小，在输入信号平顶信号的前段，C1已经布满电，R1因无充电电流流过，电压降为0V，输出信号快速衰减至0电位，直至输入信号下降沿时刻的到来；c、下降沿时刻到来时，C1所充电荷经R1泄放。
积分电路和微分电路实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除积分电路和微分电路实验报告篇一：实验6积分与微分电路实验6积分与微分电路1.实验目的学习使用运放组成积分和微分电路。
2.实验仪器双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。
3.预习内容1）阅读op07的“数据手册”，了解op07的性能。
2）复习关于积分和微分电路的理论知识。
3)阅读本次实验的教材。
4.实验内容1）积分电路如图5.1。
在理想条件下，为零时，则dV(t)Vi(t)??co，当c两端的初始电压RdtVo(t)??1tVi(t)dtRc?o因此而得名为积分电路。
（1）取运放直流偏置为?12V，输入幅值Vi=-1V的阶跃电压，测量输出饱和电压和有效积分时间。
若输入为幅值Vi=-1V阶跃电压时，输出为Vo(t)??Vi1tVdt??t，(1)iRc?oRc这时输出电压将随时间增长而线性上升。
通常运放存在输入直流失调电压，图6.1所示电路运放直流开路，运放以开环放大倍数放大输入直流失调电压，往往使运放输出限幅，即输出电压接近直流电源电压，输出饱和，运放不能正常工作。
在op07的“数据手册”中，其输入直流失调电压的典型值为30μV；开环增益约为112db，即4×105。
据此可以估算，当Vi=0V时，Vo=30μV×4×105=12V。
电路实际输出接近直流偏置电压，已无法正常工作。
建议用以下方法。
按图6.1接好电路后，将直流信号源输出端与此同时Vi相接，调整直流信号源，使其输出为-1V，将输出Vo接示波器输入，用示波器可观察到积分电路输出饱和。
保持电路状态，关闭直流偏置电源，示波器x轴扫描速度置0.2sec/div，Y轴输入电压灵敏度置2V/div，将扫描线移至示波器屏的下方。
等待至电容上的电荷放尽。
当扫描光点在示波器屏的左下方时，即时打开直流偏置电源，示波器屏上积分电路的输出为线性上升的直线，大约1秒后，积分电路输出由线性上升的直线变为水平直线，即积分电路已饱和，立即按下示波器的“stop”键。
积分电路和微分电路的设计实验报告
积分电路和微分电路的设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计积分电路和微分电路，掌握基本的积分和微分电路的原理、设计方法和实验技能，加深对模拟电子技术的理解。
二、实验器材1.双踪示波器2.函数信号发生器3.直流稳压电源4.万用表5.集成运放（LM741）三、积分电路设计实验1.原理简介：积分电路是一种能够将输入信号进行积分运算的电路，通常由一个运放、一个电容和一个反馈电阻组成。
在输入信号为正弦波时，输出信号为余弦波，并且幅度随时间增加而增大。
2.设计步骤：（1）选择合适的运放：本次实验选用LM741运放。
（2）确定反馈电阻Rf：根据公式Rf=1/(2πfC)，其中f为输入信号频率，C为选定的电容值。
本次实验选用C=0.01μF，当输入频率为1kHz时，计算得到Rf=15.92kΩ。
（3）确定输入阻抗Rin：为了保证输入信号不被积分电路影响，需要满足Rin>>Rf。
本次实验选用Rin=1MΩ。
（4）确定电源电压：根据运放数据手册，LM741的最大工作电压为±18V。
本次实验选用±15V的直流稳压电源。
3.实验步骤：（1）按照上述设计步骤连接电路图，并接通电源。
（2）调节函数信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为2V。
（3）使用双踪示波器观察输入和输出信号波形，并记录数据。
（4）更改输入信号频率和幅度，重复步骤（2）和（3），记录数据。
4.实验结果分析：根据实验记录的数据，可以得到输入和输出信号的波形图。
当输入为正弦波时，输出为余弦波，并且幅度随时间增加而增大。
当输入频率增加时，输出幅度也相应增加；当输入幅度增加时，输出幅度也相应增加。
五、微分电路设计实验1.原理简介：微分电路是一种能够将输入信号进行微分运算的电路，通常由一个运放、一个电阻和一个反馈电容组成。
在输入信号为正弦波时，输出信号为余弦波，并且幅度随时间减小而减小。
2.设计步骤：（1）选择合适的运放：本次实验选用LM741运放。
积分与微分电路实验报告
积分与微分电路实验报告这次的实验其实说起来也不复杂，就是做一个积分电路和微分电路，听起来很高大上对吧？不过，做起来其实没那么神秘，反而有点像做菜，材料准备好，步骤走一遍，最后成果就出来了。
先说说积分电路吧，这玩意儿简单得很，就是通过运算放大器来实现输入信号的积分。
其实就是把电压信号“积”在电容上，输出一个跟输入信号积分相关的结果。
你可以想象成，输入信号就像下雨，电容就像一个大水桶，输入信号越大，积累的水越多，输出的电压就越高。
真有点像这小雨变大雨的感觉！做这个电路的时候，最重要的就是把电容和电阻选对了，不然信号一来，电路就“崩了”，啥也没有。
然后说微分电路，哎，这个就有点儿像是小汽车的刹车系统了，输入信号一来，它立马做出反应，把信号的变化量放大输出。
微分电路的关键就是把输入信号变化的速度抓住，简而言之就是“快、狠、准”！只要一有信号的突变，输出信号就会像火箭一样飞出去，这就有点像看到路口红灯时，车子猛地刹车的感觉。
如果把积分电路比作“慢慢积累”，那微分电路就是“迅速反应”。
不过，微分电路也有点难搞，稍微电路设计得不对，输出信号就容易出现“尖刺”——噼里啪啦乱响的那种，简直是让人抓狂。
实验做的时候，我一开始有点儿紧张，毕竟这些电路在书本上看着简单，可一旦自己动手弄，事情就复杂了。
记得第一次接好电路后，开机的时候，心里那是忐忑不安的，简直像是在做某个高难度的挑战。
输入信号一开始就不对，整个人都傻眼了。
那个波形一看，心想：哎呀妈呀，咋回事啊？完全不像书上的样子嘛！不过，再一看，发现是电容接错了，真是晕了。
于是，我又赶紧换了下接线，结果，哇塞，居然成功了！看到输出信号渐渐符合预期，心里那个小激动，简直快要跳起来。
做电路嘛，最终的目的就是“问题解决”！当你看到那个波形对上了，真是像突然得到了人生的答案，所有的辛苦和焦虑都值了。
说到这里，你可能会想，积分电路和微分电路做起来有啥不一样？其实不瞒你说，差别还真不小。
积分电路和微分电路实验报告
积分电路和微分电路实验报告篇一：积分电路与微分电路实验报告四、积分电路与微分电路目的及要求：（1）进一步掌握微分电路和积分电路的相关知识。
（2）学会用运算放大器组成积分微分电路。
（3）设计一个RC微分电路，将方波变换成尖脉冲波。
（4）设计一个RC积分电路，将方波变换成三角波。
（5）进一步学习和熟悉Multisim软件的使用。
（6）得出结论进行分析并写出仿真体会。
一．积分电路与微分电路1. 积分电路及其产生波形1.1运算放大器组成的积分电路及其波形设计电路图如图所示：图 1.1积分电路其工作原理为：积分电路主要用于产生三角波，输出电压对时间的变化率与输入阶跃电压的负值成正比，与积分时间常数成反比，即?U0?t??UinR1C式中，R1C积分时间常数，Uin为输入阶跃电压。
反馈电阻Rf的主要作用是防止运算放大器LM741饱和。
C为加速电容，当输入电压为方波时，输入端U01的高电平等于正电源?Vcc，低电平等于负电源电压?Vdd，比较器的U??U??0时，比较器翻转，输入U01从高电平跳到低电平?Vdd。
输出的是一个上升速度与下降速度相等的三角波形。
图1.2积分电路产生的波形1.2微分电路及其产生波形2. 运算放大器组成的微分电路及其波形设计的微分电路图：图2.1微分电路其工作原理为：将积分电路中的电阻与电容对换位子，并选用比较小的时间常数RC，便得到了微分电路。
微分电路中，输出电压与输入电压对时间的变化率的负值成正比，与微分时间常数成反比，所以RinU0??RfC?U?tin的主要作用是防止运放LM741产生自激振荡。
v0??RCdV/dt，输出电压正比与输入电压对时间的微商，符号表示相位相反，当输入电压为方波时，当t?o时输出电压为一个有限制。
随着C的充电，输出电压v0将逐渐衰减，最后趋于零，就回形成尖顶脉冲波。
微分电路中用信号发生器输入方波信号，经过微分电路就会产生输出脉冲波信号。
结论与体会：通过此设计学会了用运算放大器组成的积分电路和微分电路，还学会了Multisim 软件的应用和使用方法。
微分与积分电路分析
一、微分电路输出信号与输入信号的微分成正比的电路，称为微分电路。
原理：从图一得：Uo=Ric=RC(duc/dt),因Ui=Uc+Uo,当，t=to时，Uc=0,所以Uo=Uio随后C充电，因RC≤Tk,充电很快，可以认为Uc≈Ui，则有：Uo=RC(duc/dt)=RC(dui/dt)---------------------式一这就是输出Uo正比于输入Ui的微分（dui/dt)RC电路的微分条件：RC≤Tk图一、微分电路二、积分电路输出信号与输入信号的积分成正比的电路，称为积分电路。
原理：从图2得，Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Oo.随后C充电，由于RC≥Tk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫icdt这就是输出Uo正比于输入Ui的积分（∫icdt）RC电路的积分条件：RC≥Tk图2、积分电路微分电路电路结构如图W-1，微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波，此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分，即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。
而对恒定部分则没有输出。
输出的尖脉冲波形的宽度与R*C有关（即电路的时间常数），R*C越小，尖脉冲波形越尖，反之则宽。
此电路的R*C必须远远少于输入波形的宽度，否则就失去了波形变换的作用，变为一般的RC耦合电路了，一般R*C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。
积分电路电路结构如图J-1，积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。
电路原理很简单，都是基于电容的冲放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。
名盛汽车电子发表于2005-11-10 21:37:00限幅电路图X是一个限幅电路，在输入端没信号输入时由于二极管D反向连接，所以输出电压为零。
积分电路和微分电路的设计实验报告
积分电路和微分电路的设计实验报告实验报告：在本次实验中，我们将对积分电路和微分电路进行设计和测试。
积分电路和微分电路是电子电路中常见的两种基本电路，分别具有将输入信号进行积分和微分运算的功能。
首先我们设计了一个积分电路。
积分电路的基本原理是将输入信号进行积分运算，输出信号为输入信号的积分。
我们选择了一个运算放大器和一个电容器来构建积分电路。
通过适当选择电阻和电容的数值，我们成功设计出一个稳定的积分电路。
在实验中，我们输入了一个方波信号，观察到输出信号为方波信号的积分波形，验证了积分电路的功能。
接着，我们设计了一个微分电路。
微分电路的基本原理是将输入信号进行微分运算，输出信号为输入信号的微分。
我们同样选择了一个运算放大器和一组电阻来构建微分电路。
通过适当选择电阻的数值，我们成功设计出一个稳定的微分电路。
在实验中，我们输入了一个正弦信号，观察到输出信号为正弦信号的微分波形，验证了微分电路的功能。
在实验过程中，我们遇到了一些问题和挑战。
首先是在选择电阻和电容数值时，需要考虑电路的稳定性和频率响应。
另外，在电路的搭建和测试过程中，需要保证电路连接正确，避免引入干扰和误差。
通过仔细分析和调试，我们最终成功设计并测试出了积分电路和微分电路，实现了实验的预期目标。
总的来说，本次实验对积分电路和微分电路的设计和测试提供了宝贵的经验和实践机会。
通过动手实验，我们更深入地理解了电子电路的基本原理和工作原理，提升了我们的实验技能和电路设计能力。
希望在未来的学习和研究中，我们能够更加熟练地应用电子电路知识，为解决实际问题和创新设计电路做出贡献。
感谢老师和同学们的帮助和支持，让我们共同完成了这次有意义的实验。
积分微分电路实验报告
积分微分电路实验报告积分微分电路实验报告引言：积分微分电路是电子工程中常见的一种电路，它具有对输入信号进行积分或微分运算的功能。
在本次实验中，我们将通过搭建积分和微分电路，探索它们的工作原理和应用。
实验目的：1. 了解积分和微分电路的基本原理；2. 掌握积分和微分电路的搭建方法；3. 分析积分和微分电路对不同输入信号的响应特性。
实验材料：1. 电源供应器；2. 电阻、电容元件；3. 示波器；4. 函数发生器。
实验步骤：1. 搭建积分电路a. 将一个电阻和一个电容连接成串联电路；b. 将该串联电路与一个函数发生器相连；c. 将函数发生器的正负极分别与示波器的输入端相连；d. 调节函数发生器的频率和幅度，观察示波器上电压波形的变化。
2. 搭建微分电路a. 将一个电阻和一个电容连接成并联电路；b. 将该并联电路与一个函数发生器相连；c. 将函数发生器的正负极分别与示波器的输入端相连；d. 调节函数发生器的频率和幅度，观察示波器上电压波形的变化。
实验结果与分析：1. 积分电路实验结果在积分电路中，当输入信号为正弦波时，输出信号将呈现出相位滞后的特性。
随着输入信号频率的增加，输出信号的幅度逐渐减小，且相位滞后的程度增加。
这是因为电容器对输入信号的积分作用，导致输出信号的幅度和相位发生变化。
2. 微分电路实验结果在微分电路中，当输入信号为正弦波时，输出信号将呈现出相位超前的特性。
随着输入信号频率的增加，输出信号的幅度逐渐增大，且相位超前的程度增加。
这是因为电容器对输入信号的微分作用，导致输出信号的幅度和相位发生变化。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了积分和微分电路的工作原理和特性。
积分电路在信号处理中常用于对输入信号进行积分运算，以实现对信号的累加效果；而微分电路则常用于对输入信号进行微分运算，以实现对信号的变化率检测。
这两种电路在电子工程中有着广泛的应用，如滤波器、控制系统等。
然而，需要注意的是，在实际应用中，我们需要根据具体的信号特性和要求来选择合适的电路。
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实验九积分与微分电路
学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程
：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，u o 与u i 的相位差是多少？当输入信号为100Hz、有
效值为2V时，u o =?
2.图7-8 电路中，若输入方波，u o 与u i 的相位差？当输入信号为160Hz幅值为1V时，输出
u o =?
3.拟定实验步骤，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
按照上图连接积分电路，检查无误后接通+12，-12V直流电源。
（1）取U i=-1v，用示波器观察波形u0，并测量运放输出电压的正向饱和电压值。
（2）取U i=1V,测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，u i分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号，观察u i和u o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）改变电路的输入信号的频率，观察u i和u o的相位，幅值关系。
2.微分电路
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u i和u o的波形并测量输出电压值。
（2）改变正弦波频率（20Hz-40Hz），观察u i和u o的相位，幅值变化情况并记录。
（3）输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验。
（4）输入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验
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u i和u o的波形并记录。
（2）将f改为500Hz，重复上述实验。
解答：
1.（1）取U i=-1v，用示波器观察波形u0，并测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，测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，u i分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号，观察u i和u o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π/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：
测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u i和u o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u i和u o的波形并测量输出电压值。
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u i和u o的相位，幅值变化情况并记录。
随着频率的增加，Vi与Vo的幅值增大，相位差不变。
(3)输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验.
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，并重复上述实验。
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u i和u o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。
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