運算電路設(shè)計參考模板

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)