实验四 积分与微分电路

实验四积分与微分电路

一、实验目的

1、学会用运算放大器组成积分、微分电路.

2、学会积分、微分电路的特点及性能。

二、实验原理

1、积分电路是模拟计算机中的基本单元。利用它可以实现对微分方程的模拟，同时它也是控制和测量系统中的重要单元。利用它的充、放电过程，可以实现延时、定时以及产生各种波形。

图6-1的积分电路，它和反相比例放大器的不同之处是用C代替反馈电阻

R f ，利用虚地的概念可知i1=V i

R

V0=−V C=−

1

C

∫i C dt=−

dV i

dt

即输出电压与输入电压成积分关系。

2、微分电路是积分运算的逆运算。图6-2为微分电路图，它与图6-1的区

别仅在于电容C变换了位置。利用虚地的概念则有：

V0=−i R∙R=−i C∙R=−RC dV C

dt =−RC dV i

dt

dt

故知输出电压是输入电压的微分。

三、实验仪器

1、数字万用表

2、信号发生器

3、双踪示波器

4、集成运算放大电路模块

四、预习要求

1、分析图6-1电路，若输入正弦波，V

0与V

i

相位差是多少?当输入信号为

100Hz，有效值为2V时，V

=?

2、分析图6-2电路，若输入方波，V

0与V

i

相位差多少?当输入信号为160Hz，

幅值为1V时，输出V

=?

3、拟定实验步骤、做好记录表格。

五、实验内容

1、积分电路

实验电路如图6-1所示

图6-1积分电路

(1）将图6-1中7C8换接成7C9，取一根连接导线将电容7C9短路，取V

i

=-

1V，接通电源后，拿掉短路导线，用示波器观察U

0的变化，并测量U

的饱和输出

电压值。

(2)将电容换为7C8，U

i

分别输入f=1000Hz,幅值为2V的方波和正弦波信号，

观察并记录u

i 和u

o

的幅值及相位关系。

方波信号：

正弦波：

(3)改变图6-1电路的频率,观察V

i 与V

的相位、幅值关系。

2、微分电路实验电路如图6-2所示。

图6-2微分电路

(1)输入正弦波信号f=200Hz有效值为1V，用示波器观察V

i 与V

波形并测量

输出电压。

(2)改变正弦波频率(20Hz～400Hz)观察Vi与V0的相位、幅值变化情况并记录。

频率改为100HZ：

(3)输入方波，f=200Hz，V=±2V，用示波器观察V0波形；

频率改为400HZ：

3、积分-微分电路实验电路如图6-3所示

图6-3积分-微分电路

(1)在V

i 输入f=200Hz，V=±1V的方波信号，用示波器观察V

i

和V

的波形并

记录。

(2)将f改为500Hz重复上述实验。

六、实验报告

1、整理实验中的数据及波形，总结积分，微分电路特点。

积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波，微分电路可以使使输入方波转换成尖脉冲波。

2、分析实验结果与理论计算的误差原因。

由于波形发生器不可能产生理想波形，所以会有误差。实际电路不是理想模拟电路。仪表测量及读数误差。