模擬電子技術基礎：5-7積分與微分電路實驗

1、5.7 積分與微分電路實驗實驗目的掌握用運算放大器組成的積分、微分電路。理解積分、微分電路的特點及性能。實驗儀器數(shù)字萬用表。 信號發(fā)生器。雙蹤示波器。 集成運算放大電路模塊。預習要求分析圖5.7.1所示電路，若輸入正弦波，Vo與Vi相位差是多少? 當輸入信號為l00Hz，有效值為2V時，輸出電壓Vo=?分析圖5.7.2所示電路，若輸入方波，Vo與Vi相位差多少? 當輸入信號為l60Hz，幅值為lV時，輸出電壓Vo=?擬定實驗步驟，做好記錄表格。實驗原理積分電路是模擬計算機中的基本單元。利用它可以實現(xiàn)對微分方程的模擬，同時它也是控制和測量系統(tǒng)中的重要單元。利用它的充、放電過程，可實現(xiàn)延時、定時以

2、及產生各種波形。在圖5.7.1的積分電路中（與反相比例放大器相比，它的不同之處是用C代替反饋電阻Rf），利用虛地的概念可知ii=Vi/R 即輸出電壓與輸入電壓成積分關系。微分電路是積分運算的逆運算。圖5.7.2為微分電路圖，與圖5.7.1相比，其區(qū)別僅在于電容C變換了位置。利用虛地的概念則有：因此，輸出電壓是輸入電壓的微分。實驗內容積分電路。實驗電路如圖5.7.1所示。 圖5.7.1積分電路 取=-1V，斷開開關K(開關K用一連線代替，拔出連線一端作為斷開)，用示波器觀察Vo變化。做此步驟時，建議示波器X軸掃描速度置0.2sec/div，Y軸輸入電壓靈敏度置2V/div，將掃描線移至示波器屏的

3、下方，并把示波器的“AC、GND、DC”的開關檔放置到DC檔。若實驗箱沒有470F的電容C，可以選擇一個幾十F的電容進行替代。 = 2 * GB3 測量飽和輸出電壓及有效積分時間。斷開開關就開始計時，看到示波器屏上積分電路的輸出為線性上升的直線，大約t=R1C秒后，積分電路輸出由線性上升的直線變?yōu)樗街本€，即積分電路已飽和,并停止計時。 = 3 * GB3 使圖5.7.1中積分電容改為0.1F，斷開K，Vi分別輸入l00Hz幅值為2V的方波和正弦波信號，觀察Vi和Vo大小及相位關系，并記錄波形。記得把示波器的AC、GND、DC的開關檔放置在合適檔。 = 4 * GB3 改變圖5.7.1電路的頻

4、率,觀察Vi與Vo的相位、幅值關系。（2）微分電路。實驗電路如圖5.7.2所示。圖5.7.2 微分電路 = 1 * GB3 輸入l60Hz、有效值為 lV的正弦波信號，用示波器觀察Vi與Vo波形并測量V0。 = 2 * GB3 改變正弦波頻率(20Hz400Hz) 觀察Vi與Vo的相位、幅值變化情況并記錄。 = 3 * GB3 輸入方波，f=200Hz，V=5V，用示波器觀察Vo波形。按上述步驟重復實驗。（3）積分-微分電路。實驗電路如圖5.7.3所示圖5.7.3 積分-微分電路 = 1 * GB3 在Vi輸入f=200Hz，V=6V的方波信號，用示波器觀察Vi和Vo的波形并記錄。 = 2 * GB3 將f 改為500