集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告一集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用精選資料，歡迎下載實(shí)驗(yàn)要求使用一片通用四運(yùn)放芯片LM324組成電路框圖見(jiàn)圖1(a),實(shí)現(xiàn)下述功能：使用低頻信號(hào)源產(chǎn)生 ui仁0.1*sin(2* n *fo*t) (V),fo=500Hz的正弦信號(hào)，加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入資質(zhì)振蕩器產(chǎn)生的正弦波信號(hào)，uo1的峰峰值為4V,波形上下對(duì)稱(chēng)，T1=0.5ms,允許T1有土 5%的誤差。三希赴戶七碧(a)U 01N(b)圖1要求加法器的輸出電壓 ui2=10ui1+uo1。ui2經(jīng)選頻濾波器濾除uo1頻率分量，選 出fo信號(hào)為uo2, uo2為峰峰值等于9V的正弦信號(hào)，用示波器觀察無(wú)明顯失真。Uo2信號(hào)

2、再經(jīng)比較器后在1k Q負(fù)載上得到峰峰值為 2V的輸出電壓uo3。電源只能選用+12V和+5V兩種單電源，由穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源和其它 型號(hào)運(yùn)算放大器。要求預(yù)留ui1、ui2、uo1、uo2、uo3的測(cè)試端子。實(shí)驗(yàn)儀器電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)仿真原理圖四、各塊功能模塊設(shè)計(jì)1、三角波發(fā)生器按要求設(shè)計(jì)，利用 LM324功放和RC震蕩電路和T=2R5*C1*In (1+2R3/R1),Uo仁R1/(R1+R2)調(diào)試R1和R3得到相關(guān)要求參數(shù)。三角波仿真電路及實(shí)驗(yàn)結(jié)果Uo1波形V(UO1)Time2、加法器的設(shè)計(jì)輸入信號(hào)為ui1,uo1,輸出uo1，屬于多端輸入的電壓并聯(lián)反饋電

3、路，采用vI =0,iI =0和 Vn =0的概念對(duì)同向輸入節(jié)點(diǎn)寫(xiě)出下面的方程式ui2 二（1 R8）Vp， Vp - RVR2 Ui1只1泯2 Uo1帶入數(shù)值計(jì)算得：Vi2 = VjVol加法器仿真電路及仿真結(jié)果如下：R4 WSIGJUi2波形4.0VV(UI2)Time3、濾波器的設(shè)計(jì)電路采用二階壓控電壓源低通濾波器電路。由上面的原理圖可見(jiàn)，它是由兩節(jié) RC濾波電路和同向比例放大電路組成，其中同向比例放大電路實(shí)際上就是所謂的壓控電壓源。其特點(diǎn)是，輸入阻抗高，輸出阻抗低。同向比例放大電路的電壓增益就是低通濾波器的通帶增益，即U2 二(1 哦2)u i2，取R14=050k R12=8k，放大

4、倍數(shù) 06.25 倍。濾波器仿真電路及仿真結(jié)果如下：Uo2波形5.0V-5.0V0V2.0ms2.5ms3.0ms3.5ms4.0ms4.5ms5.0ms5.5ms6.0ms6.5ms7.0ms7.5ms8.0ms8.5ms9.0ms9.5ms 10.0msV(UO2)Time4、比較器的設(shè)計(jì)電壓比較器時(shí)對(duì)兩個(gè)模擬電壓比較器大小，比判斷出其中哪一個(gè)電壓高，比較 器輸入有一個(gè)同向輸入端和一個(gè)反向輸入端，一般設(shè)置其中一個(gè)端的輸入電壓 為參考電壓，假設(shè)同向端輸入電壓 VA為參考端，設(shè)反向輸入端輸入電壓為 VB 當(dāng)VAVB時(shí)，輸出高電平，當(dāng) VBVA寸，輸出低電平。比較器仿真電路及仿真結(jié)果如下：Uo3

5、波形2.0VTime五、測(cè)試過(guò)程1、電源電路 用單電源+12V制作一個(gè)土 6V雙電源2、三角波產(chǎn)生電路（產(chǎn)生 uO1）（1）.在反相端接一個(gè)隔直電容 1nF（102），使負(fù)半軸的三角波的峰值等于上半周的 峰值。（2） .調(diào)節(jié)R5改變?nèi)遣ǖ姆宸逯担?使其峰峰值達(dá)到4.0V，然后調(diào)節(jié)R6改變?nèi)?波的頻率，使其達(dá)到2.0KHZ,盡量接近2.0KHZ。3、加法器電路（輸入 ui1,uo1,輸出ui2 ）將第二步產(chǎn)生的三角波 uO1接到加法器電路的 R2（8.2K Q ）電阻上，將500Hz、500mv 低頻信號(hào)接到R1 （820 Q ）電阻上（千萬(wàn)不要接反了），觀察輸出波形，然后按暫停，觀 察波形

6、。4、濾波放大電路。（輸入ui2，輸出u02）（1） .測(cè)試、調(diào)試濾波效果。Ui2用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)代替ui2，函數(shù)信 號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生500Hz、峰峰值200mV的正弦信號(hào)，調(diào)節(jié) R4 R5,使輸出電壓uo2達(dá)到最 大，當(dāng)調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使輸入的信號(hào)小于500Hz時(shí)，輸出波形沒(méi)有失真（若失真， 調(diào)節(jié)R1,使其保持在500mV900m以內(nèi)），輸出波形的峰峰值時(shí)可出現(xiàn)峰峰值不變的和變小大的情況，但是不允許出現(xiàn)變大的現(xiàn)象，若變大則說(shuō)明這個(gè)濾波器不是從500Hz衰減的；當(dāng)調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使輸入信號(hào)大于500Hz時(shí)，輸出波形的峰峰值開(kāi)始衰減， 則說(shuō)明濾波器時(shí)從 500Hz開(kāi)始衰減的；當(dāng)調(diào)節(jié)

7、到 2K時(shí)，輸出波形的峰峰值小于100mV以內(nèi)，最好20mV以內(nèi)，說(shuō)明將2K信號(hào)衰減了很多，即濾掉了 2K信號(hào)，即在原理圖中 時(shí)濾掉了三角波信號(hào)。（2） 、測(cè)試、調(diào)試放大效果。用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生500Hz、峰峰值為200mV的正弦信號(hào)，調(diào)節(jié)R1,使輸出波形的峰峰值達(dá)到 900mV則說(shuō)明放大倍數(shù)可以達(dá)到 4.5倍， 然后調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的電壓，使其峰峰值為2V,觀察濾波電路輸出信號(hào)的峰峰值，看是否達(dá)到了 9V,若達(dá)到了，則說(shuō)明放大部分完成。5、 單獨(dú)測(cè)試比較器（輸入uo2,輸出uo3）uo2接同向輸入端，uo1接反向輸入端。uo2:頻率500.0Hz、峰峰值9V正弦波，建 議先用5V

8、測(cè)試，防止電壓過(guò)大，然后再慢慢將電壓升到 9V。uo1:頻率2.0K、峰峰值4V 的三角波。調(diào)節(jié)R6時(shí)輸出信號(hào)uo3的峰峰值為2.0V，（原理上頻率是500Hz）觀察輸出 波形 uo3。6、電源、三角波、加法器聯(lián)調(diào)將產(chǎn)生的三角波信號(hào)uo1接到加法器電路R2的一端，將ui1接到加法器電路R1的一端， 觀察輸出波形。7、電源電路、三角波產(chǎn)生電路、加法器電路、濾波放大電路聯(lián)調(diào) 將輸出信號(hào) ui2 接到濾波器電路 R1 的一端，觀察輸出波形8、電源電路、三角波產(chǎn)生電路、濾波放大電路、比較器電路聯(lián)調(diào)將濾波器輸出的信號(hào)uo2接到比較器的同向輸入端，三角波uo1接比較器的反相輸入端， 觀察輸出波形。六、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)1 、整個(gè)設(shè)計(jì)下來(lái)，起初最大的感受就是自己知識(shí)面太狹小，動(dòng)手能力太弱，第 三塊板子才成功， 就拿用一個(gè)運(yùn)放產(chǎn)生三角波來(lái)說(shuō)， 思前想后折騰了好久才弄明白， 其實(shí)答案就在模電書(shū)的波形產(chǎn)生那一章，那是只是應(yīng)付考試學(xué)習(xí)，沒(méi)想到實(shí)際之中 就全忘記了2、在本次的課程設(shè)計(jì)中，學(xué)到了許多實(shí)踐知識(shí)，也明白了許多道理，知易行難 不僅是一句空話，理論和實(shí)際還有很大的鴻溝，經(jīng)過(guò)這次課設(shè)，自己對(duì)以前的知識(shí) 有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)也能貫通一下，特別是在實(shí)踐的過(guò)程中那種感性的認(rèn) 識(shí)，與書(shū)本上枯燥的知識(shí)相比更能給人留下印象。3、在改進(jìn)意見(jiàn)方面，我認(rèn)為自己未能真正熟練地運(yùn)用各種濾波電路，理解