集成运算放大器的应用

集成运算放大器的应用

一、设计要求：

使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图如图12（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生.sin ()i u f t V π=10012，0500f Hz =的正弦波信号，加至加法器输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图12（b ）所示，

.105T ms =，允许1T 有%5±的误差。

（a ）

2

-2

1

（b ）

图12

图中要求加法器的输出电压21110i i o u u u =+。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ，2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。

电源选用±12V 和±5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。要求预留1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 的测试端子，以方便测试。

二、原理框图：

原理框图说明：

图中要求加法电路的输出电压21110i i o u u u =+。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ，2o u 为峰-峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1 K Ω 负载上得到峰-峰值为2V 的输出电压3o u 。

三、实验设备及元器件：

直流稳压电源，低频信号发生器，面包板，LM324，电阻、电容若干

四、实验原理：

本次实验主要是考察运算放大器的应用，模拟电路知识的掌握。利用LM324中的4个运算放大器分别设计三角波发生电路，加法器电路，滤波电路以及比较器电路。利用电阻和电容将12V DC 变成±6V 的电源给运算放大器供电，合理分配运算放大器实现一个信号调制解调的过程。

五、设计步骤：

我们首先将各个模块电路做出来，查看是否正确，在对这些模块电路进行组装，测试总电路，完成电路设计工作。 1.三角波产生器设计。

利用LM324一功放和RC 震荡电路和T=2R5*C1*ln （1+2R3/R1），Uo1=R1/(R1+R2)调试R1和R3得到相关要求参数。三角波产生器仿真电路及实验结果如下：

三角波产生器仿真电路

三角波产生器实验结果

2.加法电路设计。

加法电路设计要求Ui2=10Ui1+Uo1，用反向输入求和电路原理得相关系数为1=R2/R1，10=R2/R3.加法器仿真图与仿真结果如下：

加法电路仿真图

加法电路实验结果3.滤波电路设计。

仿真图及仿真结果如下：

滤波电路仿真图

滤波电路实验结果4.比较电路设计。

比较电路仿真图和实验结果如下：

比较电路仿真图

比较电路实验结果5.各模块组装后的总电路仿真图。

六、调试及测量参数：

预留1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 的测试端子，记录实验中1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 波形图。

七．总结。

电路总体还可以，测量值接近理论值。就是滤波电路的仿真结果有些不理想。仿真得到的波形有失真，分析原因是因为三角波与正弦波频率成整数倍且大小相近。

刚触及题目是我们觉得这个设计有些小难啊。我们小心翼翼地区尝试了一下，然后不断地尝试，不断地区摸索，去纠错，去改进，去完善，最后我们成功地完成了这次课程设计题目。从此次设计实验中，我们知道，万事都要尝试地去做一做，亲身体会一下。不要被事务表象的困难所吓倒，不要被眼前的困难所吓退，不要畏惧。要勇敢地去探索，这样你才可能对做的事情产生兴趣，专研进去，最终解决问题。