模拟电路自主设计实验解答.doc

姓名_____________________班级_____________________学号_____________________ 日期_____________节次______________成绩__________教师签字__________________ 哈尔滨工业大学模拟电路自主设计实验 实验名称：运算放大器在限幅电路中的应用 一、实验目的 1、深入了解运算放大器的放大作用和深度负反馈； 2、灵活运用运算放大器的多种应用； 二、总体技术路线 2.1 当输入信号电压进入某一范围内，其输出信号的电压不再跟随输入信号电压的变化。 串联限幅电路：当输入电压Ui 0或Ui 为数值较小的正电压时，D1截止，运算放大器的输出电压U0=0；仅当输入电压Ui 0且Ui 为数值大于或等于某一个的正电压Uth 时，D1才正偏导通，电路有输出，且U0 跟随输入信号Ui变化。 并联限幅电路：当输入信号Ui较小时，输出电压U0也较小，D1和D2没有击穿，U0跟随输入信号Ui变化而变化，传输系数为：Auf =-R1 /R2；当Ui幅值增大，使U0的幅值增大，并使D1和D2击穿，输出U0 的幅度保持+(Uz+UD)值不变，电路进入限幅工作状态。 2.2绝对值电路 当输入电压Ui0,则运算放大器的输出电压U1，D1导通，D2 截止，输出电压U0 =0；当输入电压Ui 0，则运算放大器的输出电压U1 0，D2 导通，D1 截止，输出电压U0 =-R1 Ui/R2 。并通过反向放大器将整流信号放大两倍，再增加一个同相加法器，让输入信号的另一极性电压不经整流，而直接送到加法器，与来自整流电路的输出电压相加，便构成了绝对值电路。 三、实验电路图 1、串联限幅电路： 2、并联限幅电路： 3、绝对值电路： 四、 仪器设备名称、型号 信号发生器 直流稳压电源 μA741 双踪示波器 二极管1N4148 电阻 五、实验步骤及实验结果数据记录 1、如图所示连接电路，打开电源，输入峰峰值为1V,频率为1kHz的三角波。观察并记录串联限幅电路与联限幅电路的输入与输出波形。 2、改变峰峰值，记录输出电压的峰峰值，填入表格。 3、连接绝对值电路，打开电源，输入峰峰值为1V,频率为1kHz的三角波，观察并记录输入与输出波形； 4、改变峰峰值，记录输出电压的峰峰值，填入表格。 串联限幅电路的输入与输出波形 Ui 1V 1.5V 2V 3V 4V 5V U0 并联限幅电路的输入与输出波形 Ui 1V 1.5V 2V 3V 4V 5V U0 绝对值电路的输入与输出波形 Ui 500mV 1V 1.5V 2.0V 2.5V 3V U0 Ui 3.5V 4.0V 4.5V 5.0V U0 5.仿真结果 串联限幅电路 Ui 1V 1.5V 2V 3V 4V 5V U0 并联限幅电路 Ui 1V 1.5V 2V 3V 4V 5V U0 绝对值电路 Ui 500mV 1V 1.5V 2.0V 2.5V 3V U0 Ui 3.5V 4.0V 4.5V 5.0V U0 六、实验结论 1、串联限幅电路将输出波形等比例反相放大，同时将输出波形切峰； 2、并联限幅电路将输出波形等比例反相放大，同时将输出波形上下切峰； 3、绝对值电路将输入波形的反相波形转化为正向波形，电压较低时峰峰值为原波形的一半，但当电压较大时达不到一半，因为二极管的导通电压有限。 七、实验中出现的问题及解决对策 问题：绝对值电路的输出波形一个峰值高，一个峰值低，电压越大差值越大。 解决办法：问题出在同相加法器上，电阻不对称，致使输出波形一个峰值高，一个峰值低。应将电阻R8换成滑动变阻器，调节滑动变阻器使输出波形平稳。 八?本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议? 了解了串联限幅电路并联限幅电路的组成、工作原理及效果；学会了设计、调试限幅电路、提高了自己动手操作能力，加深了对课本知识的理解，希望实验室以后多开设这种自主设计实验。 九?参考文献? 《模拟电子技术基础》 高等教育出版社 ?????????????????????????????? 《电子技术基础实验教程》 机械工业出版社 Ui 1V 1.5V 2V 3V 4V 5V U0 690mV 990mV 1.35V 2.15V 2.90V 3.45