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运算放大电路设计实验

实验目的:

  1. 通过实验,进一步了解集成操作放大器线性应用电路的特点
  2. 掌握集成操作放大器线性应用电路的设计方法。
  3. 学会用仿真平台搭建电路,现场实际搭建放大器

实验要求:

  1. 利用集成运放电路实现非线性运算功能:正在上传…重新上传取消
  2. 根据现场提供的乘法器和操作放大器芯片构建电路
  3. 需要自己设计电路图,模拟
  4. 电路建成后,老师需要检查电路

  1. 乘法器功能

正在上传…重新上传取消

  1. 反向操作放大器

正在上传…重新上传取消

输出:

正在上传…重新上传取消

3)同向操作放大器

正在上传…重新上传取消

输出:

正在上传…重新上传取消

4)放大差分操作

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我们可以得到输出

正在上传…重新上传取消

1. 非线性操作功能采用集成运放电路实现: 正在上传…重新上传取消

2. 根据现场提供的乘法器和操作放大器芯片构建电路

3. 需要自己设计电路图,模拟

名称 型号或规格

运算放大器

LM384

乘法器

AD835

信号发射器

SDG 2082X

示波器

SDS 1202X-E

稳压电源

SPD 3303X-E

  1. 实验原理设计

自己设计的电路如下所示,根据自己的推导得到的参数关系,理论上是可以实现非线性运算功能:正在上传…重新上传取消

正在上传…重新上传取消

  1. 线上仿真实现

通过仿真软件Multisim搭建仿真电路,验证自己设计电路的正确性

正在上传…重新上传取消

仿真结果如下

正在上传…重新上传取消

仿真结果分析:

基本上符合理论预期

正在上传…重新上传取消

  1. 产生正负5v的电源供电用于给芯片供电

正在上传…重新上传取消

  1. 实际搭建的电路如下所示

正在上传…重新上传取消

3)当给定信号1幅值为2,信号2幅值为1时产生的实验结果如下

正在上传…重新上传取消

      

4)当给定信号1幅值为3,信号2幅值为2时产生的实验结果如下

正在上传…重新上传取消

      

5)给给定信号1幅值为4,信号2幅值为2时,产生的实验结果如下

正在上传…重新上传取消

    6)数据处理正在上传…重新上传取消

根据实验要求,理论上我们应该得到正在上传…重新上传取消的输出,

正在上传…重新上传取消 正在上传…重新上传取消 正在上传…重新上传取消

2

1

3.76

3

2

2.76

4

2

3.36

   

7)现场实验过程如下:

正在上传…重新上传取消

1)实验结果已经可以达到实验要求:正在上传…重新上传取消  也是符合线上仿真实验的结果

      2)信号通过运算放大器和乘法器,产生的波形符合理论的预测,对于直流信号,误差非常小,输入正弦信号,得到的电压峰值会波动。

    3)当信号1和信号2都是正弦交流信号时,叠加后得到的波形,幅值会有偏移,从而得到的波形会出现部分失真,于是我才用更改信号1和信号2的频率满足信号1的频率为信号2频率的两倍,得到的结果会比较好,波形显示的也比较完整。

通过这次实验,我熟练掌握了示波器,信号发射器以及数字电源等仪器的使用,并且自己搭建实际电路,第一次搭建电路出现的问题比较多,花费的时间也是比较多,我觉得问题主要是对于实际的运算放大器芯片和乘法器芯片的掌握不是很够,实际原件和仿真平台的元件差别还是比较大。

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