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文檔簡介
1、運算電路設(shè)計 預(yù)習(xí)資料:一. 實驗內(nèi)容概述本實驗需要利用實驗室提供的元器件在實驗箱上搭建并調(diào)試一個運算電路,其電路功能為先將一正弦信號比例放大,再經(jīng)過積分變?yōu)橛嘞倚盘枺偻ㄟ^減法運算消除信號中的直流分量。二. 調(diào)試步驟電路調(diào)試時通常做法是:先將整個電路圖按功能劃分為若干模塊,本次電路應(yīng)該會分為(比例運算電路、積分運算電路、減法運算電路)三個模塊;然后分別將各模塊內(nèi)部電路連好,并按照信號流向逐級調(diào)試(即從最初信號開始,每次多加一個模塊,直至最后整機電路調(diào)試成功),本次實驗根據(jù)題目要求依次調(diào)試比例運算電路、積分運算電路、減法運算電路既可。1. 按照設(shè)計好的電路圖在實驗箱上實現(xiàn)比例運算電路連線,詳見
2、下面各步:(1)選取電阻R1,并將其一端連接至運放反相輸入端,如下圖所示(2)將電阻R1另一端連線至電源接地端,如下圖所示1 / 9(3)選取電阻Rf,并將其一端連接至運放反相輸入端,如下邊左圖所示 (4)將電阻Rf另一端連線至運放輸出端,如上邊右圖所示(5)選取電阻R2,并將其一端連接至運放同相輸入端,如下圖所示(6)將信號發(fā)生器信號端連線至電阻R2另一端,并且將信號發(fā)生器接地端連線至電源接地端;如下圖所示信號發(fā)生器(7)將電源+12V連接至運放“7”腳,電源-12V連接至運放“4”腳,如下圖所示2. 將示波器兩個通道探頭分別連接至Ui1、Uo,如下圖所示示波器探頭打開實驗箱、信號發(fā)生器、示
3、波器電源開關(guān),并且設(shè)置示波器旋鈕按鍵開關(guān)直至波形顯示合適(詳見后面“示波器使用注意事項”),用手機拍攝波形照片,并且記錄此時垂直與水平方向量程,如下圖所示垂直: V/格,水平: ms/格3. 按照設(shè)計好的電路圖在實驗箱上實現(xiàn)積分運算電路連線,將示波器兩個通道探頭分別連接至Uo、Uo1,使波形在示波器屏幕上顯示合適,拍攝波形照片,記錄量程; 4. 按照設(shè)計好的電路圖在實驗箱上實現(xiàn)積分運算電路連線,將示波器兩個通道探頭分別連接至Uo、Uo2,使波形在示波器屏幕上顯示合適,調(diào)節(jié)電位器RP,使得兩個波形對稱與同一個橫軸,拍攝波形照片,記錄量程,并用萬用表測量電位器RP可調(diào)端電位,并記錄為Ui2; 5.
4、 將示波器兩個通道探頭分別連接至Uo1、Uo2,不要對示波器做任何調(diào)節(jié),拍攝波形照片,記錄量程;6. 確認表1中左邊波形照片全部拍攝完成,不要拆線,在預(yù)約表登記組號,等待老師檢查電路及波形照片;7. 老師檢查完畢后,將信號發(fā)生器信號波形變?yōu)榉讲?,在電路中任何連線不變的條件下,用示波器觀察表2中左邊所有波形,并拍照,記錄量程; 8. 確認表2中左邊波形照片全部拍攝完成,拆除電路,整理導(dǎo)線,如下圖所示:6根6根6根6根5根再將電阻及電容位置恢復(fù)至實驗前狀態(tài)(3行6列,不能有并聯(lián)),如下圖所示9. 請老師檢查合格后,可以離開實驗室,盡快完成表1與表2的波形繪制及數(shù)據(jù)計算并交給學(xué)習(xí)委員,學(xué)習(xí)委員兩天內(nèi)
5、將表格送至實驗室,老師會在波形繪制及數(shù)據(jù)正確的情況下給波形數(shù)據(jù)簽名。三. 實驗相關(guān)原理1.來實驗室之前進行電路設(shè)計時,請思考以下問題:(1)如果電路功能實現(xiàn),表1中波形應(yīng)該是什么樣?請在草稿紙上試畫(2)調(diào)節(jié)RP時,哪一級輸出波形會變化?怎樣變化?調(diào)到什么程度,RP就調(diào)節(jié)合適了? 2.電阻識別(1) 電阻的測量:找到色環(huán)電阻(本次實驗所有電阻都有五個色環(huán)),先確認萬用表紅色表筆在“V”接口,黑表筆在“COM”接口,再將萬用表檔位選擇至“”,然后萬用表兩個表筆分別搭至電阻兩端,更換量程并找到最合適量程測出電阻值。-(2) 電阻色環(huán):首先從兩端找到一個距離其它四個色環(huán)相對較遠的色環(huán),此色環(huán)代表電阻
6、的精度(如果兩邊的距離都差不多,請牢記本次所見電阻精度都是棕色),如右圖所示,電阻讀數(shù)時就不必讀這個色環(huán)。(3) 電阻的讀數(shù):先牢記口訣“黑棕紅橙黃綠藍紫灰白”對應(yīng)數(shù)字“0-9”,然后將精度色環(huán)所在一邊朝右,其它四個色環(huán)從左往右前三個顏色對應(yīng)一個三位數(shù),然后用這個三位數(shù)乘以10的第四位顏色對應(yīng)數(shù)字次方,即為電阻值讀數(shù)。例如:電阻色環(huán)從左往右顏色為“棕黑黑棕”,就是100*101 =1k。 3.電容識別(1) 找到陶瓷電容(如右圖所示),仔細查看型號(三位數(shù)字),由型號所示的三位數(shù)即可算出陶瓷電容容量;方法是,用這個三位數(shù)的前兩位數(shù)乘以10的第三位數(shù)字次方,帶單位是pF。例如“103”,就是10
7、*103pF =0.01µF。四.實驗注意事項1. 示波器使用注意事項:(1) 本次實驗需要同時顯示兩個通道波形,所以通道位置開關(guān)選“DUAL”,而且CH2(通道2)中按鍵“INV”確保彈起狀態(tài);(2) 兩個通道耦合方式選擇開關(guān)必須選擇DC(直接耦合);(3) 本次實驗所有波形都需要讀數(shù),所以垂直、水平方向所有微調(diào)旋鈕都要鎖定“LOCK”(順時針旋轉(zhuǎn)到底);(4) 拍攝波形照片時,必須滿足下列所有條件:兩個通道電壓量程必須相同;兩個通道0基準線必須重合;正弦波起點位置定位必須準確2. 組裝電路注意事項:(1) 嚴禁電源短路及芯片±12V供電導(dǎo)線反接;(2) 實驗過程中,嚴禁帶電操作,凡是換線、接線、改線等操作均須斷電;(3) 選擇合適長度的導(dǎo)線接線,禁止補線。3. 實驗結(jié)束繪制波形注意事項:(1) 在波形圖上必須標注波形名稱,以便區(qū)分;(2) 若波形有直流分量,必須在圖上標注大??;(3) 描繪波形盡量精確,尤其是兩個波形的相對位置、比例、大小等;(4) 兩個表格右邊波形整理時,請一定先看清楚縱軸符號,以免畫錯。特別提示:請每位同學(xué)格外重視設(shè)
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