2信号的基本运算单元.doc

实验 信号的基本运算单元一 实验目的： 1、运算放大器为核心元件组成的基本运算单元、掌握基本运算单元特性的测试方法二 实验原理： 1、运算放大器 运算放大器实际就是高增益直流放大器。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。配以反馈网络后可实现对信号的求和、积分、微分、比例放大等多种数学运算 运算放大器具有两个输入端和一个输出端：从“”端输入时，输出信号与输入信号反相，故“”端称为反相输入端；从“+’端输入时，输出信号与输入信号同相，故称“+”端为同相输入端，实际的运算放大器另有许多辅助引出线，用它们连接电源、偏置、调零、相位补偿等。运算放大器的主要特性是：开环增益高，输入阻抗高，输出阻抗小。 、基本运算单元 这里仅介绍在系统模拟中所必需的三种基本运算器，即加法器、标量乘法器和积分器。（1）加法器 加法器原理图如图－1所示。在本实验箱中，RF=R。 图－1加法器 （2） 标量乘法器 标量乘法器原理图如图－2和图－3所示。在本实验箱中，RF=20KΩ，Rf=10KΩ。 图－2 反相标量乘法器 图－3 同相标量乘法器（3） 积分器 基本积分器具有反相结构，原理如图－4所示。实验箱中Rf=5.1KΩ，CF=4700pF。 图－4 积分器三 预习练习： 1、 预习运算放大器的原理。2、 预习基本运算单元的电路组成和原理。四 实验内容及步骤： 1、加法器 u1接信号源调整输出f＝Hz、峰值为1V的正弦波u2接单片机信号发生器，选择02信号为方波u3接地。用示波器观察u1、u2、分析者之间的关系。再根据运算放大器的特点进行分析，并计算出加法器输出与u1、u2的关系，再与实际进行比较。 2、同相、反相标量乘法器 ，采用1KHz，用示波器观察和测量输入、输出信号波形由测量结果计算输入与输出之间的关系。计算输出与输入之间的关系进行比较。 3、积分器 信号源，采用幅度、频率、占空比一定的方波（最重要的是调节占空比），输出应为其斜率与方波的幅度成正比，与积分常数成反比。用示波器直流档观察记录波形，分析波形形成的原因，测量积分常数τ与理论值比较。五 实验仪器： 1、信号系统实验箱2、双踪示波器六 实验报告内容： 1、记录各个运算单元的输入输出波形。 2、分析基本运算电路的工作原理。并根据实际电路，计算输入与输出之间的关系。3、讨论方波经过积分以后所产生波形的各种情况（与方波的取值、频率、占空比均有一定的关系），并。并在输出波形为三角波形的时候，根据积分常数计算三角波形斜率并与实际相比较。