发布时间 : 星期日 文章实验二单级交流放大器实验更新完毕开始阅读
2、 测试反相比例运算电路
电路如图3-1，按表3-1中给定的VI值输入直流信号，根据电路参数计算并测量输出电压Vo，将结果填入表3—1中。
表3-1 反相比例运算电路 输入信号VI(V) 理论计算值VO(V) 实际测量值VO(V) 实际放大倍数AV
3、 测试同相比例运算电路
电路如图3-2，按表3—2中给定的VI值输入直流信号，根据电路参数计算并测量输出电压Vo，将结果填入表3-2中。
表3-2 同相比例运算电路 输入信号VI(V) 理论计算值VO(V) 实际测量值VO(V) 实际放大倍数AV
4、 测试反相加法运算电路
电路如图3—3，按表3-3中给定的VI1和VI2值输入直流信号，根据电路参数计算并测量输出电压Vo，将结果填入表3-3中。
表3-5 反相加法运算电路 输入信号VI1(V) 输入信号VI2(V) 理论计算值VO(V) 实际测量值VO(V) 5、测试减法运算电路
电路如图3-4，按表3-4中给定的VI1，和VI2值输入直流信号，根据电路参数计算并测量输出电压Vo，将结果填入表3-4中。
表3-4 减法运算电路 输入信号VI1(V) 输入信号VI2(V) 理论计算值VO(V) 实际测量值VO(V) 1.0 1.2 0.7 1.0 0.8 0.6 0.6 -0.5 0.3 -0.5 -0.2 0.4 0 0.3 0.3 0.2 0.5 0.3 0.7 0.4 -0.5 0.4 -0.5 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 6、 测试反相积分运算电路
电路如图3-5，在输入端加入f=500Hz、幅值为1V方波，用双踪示波器同时观察并记录VI和Vo的波形，标出幅值和周期。
六、 思考题
1、 在比例运算电路中，当输入信号增大到一定程度后，其输出和输入电压是否还 满足运算关系?什么原因造成这种现象?在加减运算电路中是否也有类似情况?
2、 在比例运算和加减运算各电路中，应如何选取Rl、R2和Rf的值?
实验四 比较器、方波、三角波发生器实验
一、 实验目的
1、 掌握方波、三角波发生器的工作原理。
2、 了解运算放大器在饱和工作区内的工作特性。 3、 掌握波形发生电路性能测试方法。 二、实验设备
1、 双踪示波器 2、数字万用表 3、模拟电路实验箱 三、预习要求
1、 复习《电子技术基础》(模拟部分)非正弦波发生电路的相关章节。熟悉方波、三角波发生电路的工作原理。
2、 根据电路参数，计算表4-1中上、下门限电压VT+、VT-及门限宽度ΔVT的理论值。根据电路参数，计算实验原理中各波形发生电路输出信号的频率范围。 四、实验原理
1、 比较器
(1)单门限电压比较器
比较器是一种用来比较输入信号VI
和参考电压VREF的电路。图4-1所示的电路 是一种基本电路，此时运放处于开环工作 状态，由于运放开环时具有很高的开环电 压增益，因此当输入信号VI小于参考电
压VREF，即差模输入电压VId=VI-VREF<0
时，运放将处于负饱和状态，VO=VOL；
当输入信号电压VI升高到略大于参考电 图4-1 单门限电压比较器
压VREF，即VId=VI-VREF>0时，运放立即转入正饱和状态，VO=VOH。由此可见，当输入电压VI在参考电压VREF附近有微小的增加或减小时，输出电压VO将从负饱和值VOL．过渡到正饱和值VOH或从正饱和值VOH过渡到负饱和值VOL。把比较器输出电压从一个电平跳变到另一个电平时相应的输入电压VI，称为门限电压或阈值电压，记为VTh。在图4-1中，VTh=VREF，由于VI从同相输入端输入,且只有一个门限电压，故将其称为同相输入单门限电压比较器，若将VI和VREF调换，则称为反相输入单门限电压比较器，若VREF=0，则构成过零比较器。
(2)迟滞比较器
图4-2所示为迟滞电压比较器的电路图， 当VI=VN>Vp时，VId<0，输出电压Vo为低 电平VOL，反之VO为高电平VOH。显然这里 的VP值就是门限电压VTh。设运放是理想的， 利用叠加原理可求出
R2VOR1VREFVTh?VP??
R1?R2R1?R2从式中可见门限电压不但和参考电压有关， 图 4-2 迟滞电压比较器 还和输出电压有关。因此当输入电压由小
变大通过门限电压和由大变小通过门限电压时，由于输出电压不同，两个门限电压也不同。
我们把输入电压由小到大通过的门限电压称为上门限电压，记为VT+；把输入电压由大变小通过的门限电压称为下门限电压，记为VT-；把上、下门限电压差称为门限宽度或回差电压．记为ΔVT。根据输出电压的不同值，可求出上、下门限电压及门限宽度分别为
VT??VT??RVR1VREF?2OHR1?R2R1?R2RVR1VREF?2OLR1?R2R1?R2R2(VOH?VOL)R1?R2
?VT?VT??VT??迟滞电压比较器在稳定性及抗干扰能力等方面都比单门限电压比较器有明显提高。 2、 方波发生电路
图4-3所示电路即为方波发生器的原理电路，它是在迟滞比较器的基础上增加了一个由Rf、C组成的积分电路，把输出电压经Rf、C反馈到运放的反相端。同时在运放的输出端引入限流电阻R3及两个背靠背的稳压二极管组成限幅电路将输出电压限制在±Vz。R1、R2组成反馈网络。
图 4-3 方波发生电路
由图可知，电路的正反馈系数为 F?R2
R1?R2在接通电源瞬间，输出电压为正的饱和还是负的饱和是随机的。设输出电压为负饱和值，．即VO=-Vz，则加到运放同相端的电压为-FVz，而加于反相端的电压，由于电容器C上的电压VC不能突变，只能由输出电压VO通过电阻Rf(即R4+Rw)按指数规律向C充电来建立。当VC减小到略小于-FVz时，输出电压便立即从负饱和值(-Vz)翻转到正饱和值(+VZ)，+Vz又通过Rf对C进行反向充电，直到VC略大于+FVz时，输出再翻转到-Vz。如此循环，在输出端产生一系列的方波。
现在求输出方波的周期T，把VC=-FVz的时刻记为0时刻，则在T／2的时间内，电容C上的电压VC将以指数规律从-FVz变化到+FVz，VC随时间的变化规律可写成