模拟运算电路设计.ppt

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1、电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心实验八模拟运算电路设计电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心 一、实验目的一、实验目的一、实验目的一、实验目的1 1、熟悉集成运算放大器的特点和使用方法。熟悉集成运算放大器的特点和使用方法。熟悉集成运算放大器的特点和使用方法。熟悉集成运算放大器的特点和使用方法。2 2 2 2、掌握集成运算放大器组成反相比例、同相比例、加法、掌握集成运算放大器组成反相比例、同相比例、加法、掌握集成运算放大器组成反相比例、同相比例、加法、掌握集成运算放大器组成反相比例、同相比例、加法 器、减法器、积分器等基本运算放大电路，并进行设器、减法器、积

2、分器等基本运算放大电路，并进行设器、减法器、积分器等基本运算放大电路，并进行设器、减法器、积分器等基本运算放大电路，并进行设 计。计。计。计。电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心二、实验设备二、实验设备二、实验设备二、实验设备 1 1 1 1、函数发生器、函数发生器、函数发生器、函数发生器 DF1641BDF1641BDF1641BDF1641B 2 2 2 2、数字万用表、数字万用表、数字万用表、数字万用表 3 3 3 3、示波器、示波器、示波器、示波器 SS-7802SS-7802SS-7802SS-7802 4 4 4 4、电子技术实验箱、电子技术实验箱、电子技术实验箱

3、、电子技术实验箱电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心三、设计任务书三、设计任务书三、设计任务书三、设计任务书1 1 1 1、设计课题：设计能实现规定运算关系的运算电路。、设计课题：设计能实现规定运算关系的运算电路。、设计课题：设计能实现规定运算关系的运算电路。、设计课题：设计能实现规定运算关系的运算电路。设计任务一：减法运算电路设计任务一：减法运算电路设计任务一：减法运算电路设计任务一：减法运算电路 运用集成运放实现运算关系式运用集成运放实现运算关系式运用集成运放实现运算关系式运用集成运放实现运算关系式 已知条件：已知条件：已知条件：已知条件：v v v vI1 I1 I1

4、I1 方波信号、频率方波信号、频率方波信号、频率方波信号、频率100Hz100Hz100Hz100Hz、峰峰值、峰峰值、峰峰值、峰峰值2V2V2V2V v v v vI2 I2 I2 I2 直流电压，幅值直流电压，幅值直流电压，幅值直流电压，幅值1.5V1.5V1.5V1.5V 输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 R R R Ri i i i 10K10K10K10K；输出失调电压输出失调电压输出失调电压输出失调电压 V V V VOO OO OO OO 5mV5mV5mV5mV;电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心 设计任务二：积分电路设计任务二：积分电路设计任务二：积分电路

5、设计任务二：积分电路 运用集成运算放大器实现运算关系式运用集成运算放大器实现运算关系式运用集成运算放大器实现运算关系式运用集成运算放大器实现运算关系式 已知条件：已知条件：已知条件：已知条件：v v v vI1I1I1I1 方波信号、频率方波信号、频率方波信号、频率方波信号、频率100Hz100Hz100Hz100Hz、峰峰值、峰峰值、峰峰值、峰峰值2V2V2V2V v v v vI1I1I1I1 正弦交流信号、频率正弦交流信号、频率正弦交流信号、频率正弦交流信号、频率100HZ100HZ100HZ100HZ、幅度、幅度、幅度、幅度2V2V2V2V；输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 R R R

6、 Ri i i i 10K10K10K10K；输出失调电压输出失调电压输出失调电压输出失调电压 V V V VOOOOOOOO 5mV5mV5mV5mV;电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心2 2、设计内容、设计内容 （1 1）确定电路方案）确定电路方案；（2 2）计算电路参数：包括同相输入端电阻）计算电路参数：包括同相输入端电阻R RP1P1、R RP2P2 ，反相输入端电阻，反相输入端电阻R R1 1、R R2 2 、R R3 3，负反馈电阻，负反馈电阻R Rf1 f1、R Rf2 f2，积分电路元件等，画出电路图。，积分电路元件等，画出电路图。（3 3）连接电路，）连接

7、电路，调零调零；（4 4）输入信号，验证运算关系；）输入信号，验证运算关系；（5 5）若有未达到设计要求的技术指标，应修改相应的元件参数，以满足）若有未达到设计要求的技术指标，应修改相应的元件参数，以满足 技术指标的要求；技术指标的要求；（6 6）按实验报告要求写出设计性实验报告；）按实验报告要求写出设计性实验报告；电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心设计任务一：设计任务一：设计任务一：设计任务一：双运放减法运算电路双运放减法运算电路双运放减法运算电路双运放减法运算电路1 1 1 1、选择电路。、选择电路。、选择电路。、选择电路。四、实验内容四、实验内容四、实验内容四、实验内

8、容电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心双运放减法运算电路关系式：双运放减法运算电路关系式：双运放减法运算电路关系式：双运放减法运算电路关系式：设计任务：设计任务：设计任务：设计任务：电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心（1 1）估算）估算 R R1 1、R R2 2、R R3 3 反向比例运算，输入电阻反向比例运算，输入电阻已知已知已知已知 R R R Ri i i i10K10K10K10K估算估算估算估算R R R R1 1 1 1、R R R R2 2 2 2、R R R R3 3 3 32 2 2 2、估算电路参数、估算电路参数、估算电路参数、估算电

9、路参数电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心（2 2）估算）估算R Rf1f1、R Rf2f2（3 3）估算）估算 R RP1P1、R RP2P2已知已知R R1 1、R R2 2、R R3 3估算估算R Rf1f1、R Rf2f2已知输入失调电压已知输入失调电压V V V VOO OO OO OO 5mV5mV5mV5mV 输入失调电流输入失调电流输入失调电流输入失调电流I I I IIO IO IO IO 200nA200nA200nA200nA估算估算R Rf1f1、R Rf2f2已知已知R R1 1、R R2 2、R R3 3、R Rf1f1、R Rf2f2估算估算R

10、RP1P1、R RP2P2电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心3 3设计任务二：设计任务二：设计任务二：设计任务二：积分运算电路积分运算电路积分运算电路积分运算电路1 1 1 1、选择电路。、选择电路。、选择电路。、选择电路。电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心（1 1 1 1）估算）估算）估算）估算 R R R R R R R R=R R R Ri i i i （R R R Ri i i i 10K10K10K10K）（2 2 2 2）估算）估算）估算）估算 C C C C 电容电容电容电容C C C C过大，增加积分电路误差；过小积分电路漂移；过大，增加

11、积分电路误差；过小积分电路漂移；过大，增加积分电路误差；过小积分电路漂移；过大，增加积分电路误差；过小积分电路漂移；一般选在一般选在一般选在一般选在0.010.010.010.011 1 1 1F F F F。（3 3 3 3）估算）估算）估算）估算 R R R Rf f f f R R R Rf f f f 10101010R R R R（4 4 4 4）估算）估算）估算）估算 R R R Rp p p p R R R RP P P P=R R R R3 32 2 2 2、估算电路参数、估算电路参数、估算电路参数、估算电路参数电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心五、实验内容

12、五、实验内容五、实验内容五、实验内容1 1、按设计电路图连接电路；、按设计电路图连接电路；2 2、电路的测试与调整、电路的测试与调整（1 1）双运放减法电路的测试与调整）双运放减法电路的测试与调整 调零；调零；根据要求输入信号，示波器分别观察输入输出波形。根据要求输入信号，示波器分别观察输入输出波形。（2 2）积分运算电路的测试与调整）积分运算电路的测试与调整 调零；调零；根据要求输入信号，示波器分别观察输入输出波形。根据要求输入信号，示波器分别观察输入输出波形。v vI1 I1 输入方波的频率不变，改变方波幅度，用示波器观测输入输出电压幅值输入方波的频率不变，改变方波幅度，用示波器观测输入输

13、出电压幅值 的变化关系。确定本电路输入方波信号的幅度范围。的变化关系。确定本电路输入方波信号的幅度范围。v vI1 I1 输入方波的幅值不变，改变方波频率，用示波器观测输入输出电压频率输入方波的幅值不变，改变方波频率，用示波器观测输入输出电压频率 的变化关系，确定本电路输入方波的频率范围。的变化关系，确定本电路输入方波的频率范围。电工与电气信息电工与电气信息 实验教学中心实验教学中心六、设计性实验报告内容六、设计性实验报告内容六、设计性实验报告内容六、设计性实验报告内容1 1、课题名称；、课题名称；2 2、已知条件；、已知条件；3 3、技术指标；、技术指标；4 4、实验用仪器；、实验用仪器；5 5、电路工作原理；、电路工作原理；6 6、电路参数估算及元器件选择（设计步骤）；、电路参数估算及元器件选择（设计步骤）；7 7、技术指标的测试及实验数据整理；、技术指标的测试及实验数据整理；8 8、完整的电路图，对本次实验进行总结，写出收获体会。、完整的电路图，对本次实验进行总结，写出收获体会。