积分与微分电路

积分与微分电路

一、实验目的：

1、了解集成运放组成的积分器和微分器的工作原理及电路的基本形式；

2、学会用示波器观察和测量积分器和微分器的输出波形、输入波形及相位。

二、实验器材：

1、低频信号发生器

2、晶体管毫伏表

3、双踪示波器

4、数字万用表

5、运算放大器、电阻等其它元器件

三、实验原理：

1、积分器：

积分器可以实现对输入信号的积分运算，电路如图1示：

用虚短和虚断的概念及电容两端电压与电流的关系可得：

u o =－1/R 1C 1∫u i (t)dt ——积分运算

R 2为平衡电阻，R 2=R 1

当输入信号u i 为一对称方波信号时，输出电压u o 的波形为一对称的三角波，且输出电压与输入电压的相位相反，如图2示。

2、微分器：

微分器可以实现对输入信号的微分运算，电

路如图3示：

用虚短和虚断的概念及电容两端电压与电流的关系可得：

u o =－1/R 3C 2d u i /dt ——微分运算

R 4为平衡电阻，R 4=R 3

当输入信号u i 为一对称三角波信号时，输出电压u o 的波形为一对称的方波，且输出电压与输入电压的相位相反，如图4示。

四、实验步骤：

（一）积分电路

1、按图1连接电路，取R 1=R 2=10k Ω，C 1=0.1µF ，运放型号为358，接±12V 电源；

2、输入端接入100Hz 幅值为±2V 的方波，观察输入输出波形并记录波形；

3、输入端改接100Hz 有效值为1V 的正弦波，观察输入输出波形并记录波形；

4、改变输入信号频率，观察输入输出波形。

（二）微分电路

1、按图3重新连接电路，（保留图1）取R 3=R 4=10k Ω，C 2=0.22µF ，运放型号为358，接±12V 电源；

2、输入端接入200Hz 幅值为±2V 的三角波，观察输入输出波形并记录波形；

3、输入端改接200Hz 有效值为1V 的正弦波，观察输入输出波形并记录波形；

4、改变输入信号频率，观察输入输出波形。

（三）积分-微分电路

1、连接图1和图3成图5电路，

2、输入端u i 处输入一个幅值为±2，频率为1.8kHz 的方波信号，用示波器分别观察u 1及u o 的波形，并将波形记录下来。

3、改变输入信号频率，再用示波器观察输入输出波形，并记录波形。

五、实验报告：

1、整理波形，书写实验报告；

2、理解积分、微分器的原理。

u i 图5