模电实验 积分与微分电路

实验九 积分与微分电路

一．实验目的

1.掌握微积分电路的工作原理及计算方法。 2.掌握微积分电路的测试分析方法。

3.进一步加强电路的调整测试及实验报告写作能力。

二．实验仪器

数字万用表 信号发生器 示波器 交流毫伏表 直流稳压电源

三．实验原理

实验原理可以构成积分和微分运算电路： 微分电路的运算关系：u。=-RC

duidt 积分电路的运算关系：u。=-

1RC?uidt

四．实验内容 1．积分电路

连接积分电路，检查无误后接通+12v和-12v直流电源。

①取ui=-1v,用示波器观察波形u。，并测量运放输出电压的正向饱和电压值。（即为积分带最大时，为11.118v）

②取ui=1v,测量运放的负向饱和电压值。（为-11.118v） 由于波形上下波动很快，所以无法在实验实测其饱和电压值。

③将电路中的积分电容改为0.1uF，ui分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号，观察ui和u。的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。

a. 输入1KHz的方波时(记录为幅值)

仿真值 实验值 ui 2v 1.6v u。 500mv 400mv b. 输入1KHz的方波时(记录为幅值)

仿真值 实验值 波形为

ui 2v 800mv u。 303mv 140mv

有效积分时间：??RC?10?10?0.1?103?6=0.001s

④改变电路的输入信号的频率，观察ui和u。的相位，幅值关系。(输入为正弦波) F（Hz） 1000 2000 幅值u。(mv)(仿真值） 2.40mv 1.20mv 幅值u。(mv)（实验值） 1.80mv 1.38mv 随着频率变大，幅值变小，相位不变。

2．微分电路

在输入端串联滑动变阻，改进微分电路,滑动变阻器可以减少电路反馈滞后与内部滞后产生自激引起的失真。

①输入正弦波信号，f=500Hz,有效值为1v，用示波器观察Ui和U。的波形并测量输出电压值。（记录为幅值）

仿真值：ui=1.4V u。=4.3V 波形为：

实验值：ui=1.4V u。=4.5V 此时滑动变阻为1k欧姆，波形无失真。 ②改变正弦波频率（20Hz——40Hz）,观察Ui和U。的相位，幅值变化的情况并记录。(记录为幅值)

输出（mv） 频率（Hz） 20 30 40 输入（v） 仿真值 1.4 1.4 1.4 170 285 362 实验值 200 300 400 随着频率的增大，幅值也在增大，相位没有变化。

③输入方波，f=200Hz，U=±5v,用示波器观察U。波形，并重复上述实验。 仿真波形：

实验：输入方波，f=200Hz，U=±5v，滑动变阻为45k欧姆。

④输入三角波，f=200Hz,U=±2v,用示波器观察U。波形，重复上述实验。 仿真波形为：输出为4v.

实验：输入方波，f=200Hz，U=±5v，滑动变阻为45k欧姆。

3．积分——微分电路：

在输入端串联滑动变阻，改进微分电路,滑动变阻器可以减少电路反馈滞后与内部滞后产生自激引起的失真。

输入f=200Hz,U=±6v的方波信号，用示波器观察Ui和U。的波形并记录。 仿真波形：输出为6v.

实验：输入为U=±6v的方波信号，输出为6v，滑动变阻为440欧姆。

五．误差分析：

1. 仪器损耗及器件损耗产生误差。 2. 读数误差。

3. 信号干扰及接线时导线缠绕产生的误差。