积分与微分电路设计

实验七 积分与微分电路

一、 实验目的

1. 进一步了解集成运算放大器的性质和特点

2. 用集成运算放大器组成积分、微分电路

二、 实验原理

本实验采用通用型集成运算放大器。

1. 积分运算电路

用集成运算放大器组成的积分运算电路如图

7-1所示。该电路输出与输入之间的关系为： ⎰-=dt t u RC

u i o )(1 。 当输入电压信号为阶跃信号时该电路的输出电压为： 图7-1 积分电路

如图7-2所示。输出为一个线性变化的电压，其幅度受集成运放饱和输出电压的限制。

方波信号可以看成是多个阶跃信号的组合，因此，当输入信号为方波信号时，

积分运算电路输出三角波。如图7-3所示。

当然，实际积分电路的特性不可能与理想的完全一致，其误差来源很多。

图7-2 输入阶跃信号 7-3 输入方波信号

2. 微分运算电路

微分运算是积分运算的逆运算，基本微分电路如图7-4所示。电路输出为：

dt

t du RC u i o )(-= 但是，图7-4所示电路在频率较高时不稳定，容易产生自激。因此，实验中

一般采用图7-5所示电路，该电路可以消除自激并抑制电路的高频噪声。

当微分运算电路输入方波信号时，输出尖脉冲波，如图7-6所示。输入三角波时，输出为方波。

t V RC dt t u RC u I i o 1)(1-=-=⎰

图7-4 基本微分电路 图7-5实验用微分电路

三、 实验仪器

模拟电路实验箱，示波器，晶体管毫伏表等。

四、 实验内容与步骤

1. 积分运算电路

（1）按图7-1接电路，检查无误后通电。

（2）令u i =0，调节调零电位器使输出为零。

调节完毕，将输入与地断开。

（3）输入f=1kHz ，幅度为1V 的方波信号，

用示波器观察输出信号波形并记录。（效果不好

时，接电容） 图7-6 微分波形

2. 微分运算电路

（1）按图7-5接电路，检查无误后通电。

（2）令u i =0，调节调零电位器使输出为零。

调节完毕，将输入与地断开。

（3）分别输入f=1kHz ，幅度为1V 的方波信号和三角波信号，用示波器观察输出信号波形并记录。

五、实验要求

1. 数据用表格形式给出。

2. 画出全部输入与输出波形。