湖南大学电路实验报告实验六.doc

HUNAN UNIVERSITY电路实验学生姓名学生学号专业班级指导老师 2015年11月11日实验七 数模转换电路测量 实验内容：1. 设计一个四位二进制数的数字模拟信号（D/A）转换器2. 实验室提供1003个和2005个电阻用于搭接梯形电路，二进制数用0V、1V电压提供。3. 用集成运放A741作放大输出，其供电电压为+12V和-12V。4. 记录输入的二进制数从00001111对应的输出电压值。描点绘制数模转换的输入输出曲线（用excel画） 实验环境：ICECH IT6302电源，集成运算放大器uA741，面包板一个， UNI-TUT805A数字万用表，BOHENG 3296W-1-103多圈电位器（最大阻值10K（1%），五个红黑棕金的四色环电阻（理论阻值200(5%)），三个棕黑棕金的四色环电阻（理论阻值100（5%），若干根小铜丝导线。 实验原理和实验电路：1. 实验原理：D/A转换器工作原理D/A转换器输入的数字量是由二进制代码按数位组合起来表示的，任何一个n位的二进制数，均可用表达式 DATA=D020+D121+ D222+ +Dn-12n-1来表示。其中Di=0或1(i=0,1n-1)；20，21，2n-1分别为对应数位的权。在D/A转换中，要将数字量转换成模拟量，必须先把每一位代码按其“权”的大小转换成相应的模拟量，然后将各分量相加，其总和就是与数字量相应的模拟量，这就是D/A转换的基本原理。D/A转换器的主要组成基准电压VREFT型（R-2R）电阻网络位切换开关BSi （i=0，1，n-1）运算放大器A输出电压VOUT与输入二进制数D0 Dn-1的关系VOUT = VREF（D020+ D121+ D222+ + Dn-12n-1）/ 2nT型网络组成的D/A转换器原理图见实验电路图即可。2. 实验电路： 实验步骤和数据记录：1. 实验步骤：1) 对实验中所用的两个色环电阻进行电阻测量（实际值分别为1.0201K，0.9802K）。2) 按照图（3）所示的实验电路图在面包板上搭建实验电路，依次均匀调节直流电源V1从0.1V到5V，并依次记录下万用表上的电压读数。3) 按照图（4）所示的实验电路图在面包板上搭建实验电路，调节直流电源V1为4.5V后，再将电位器的阻值均匀从100到10K调节，并依次记录下万用表上的电压读数。4) 按照图（5）所示的实验电路图在面包板上搭建实验电路，依次均匀调节直流电源V1从0.1V到5V，并依次记录下万用表上的电流读数据。5) 按照图（6）所示的实验电路图在面包板上搭建实验电路，调节直流电源V1为2.5V后，再将电位器的阻值均匀从100到10K调节，并依次记录下万用表上的电流读数。6) 最后处理实验数据，并进行误差分析。2. 电压控制电压源（无负载）：1) 实验数据：电源电压V1（V）0.100.901.702.53.34.14.95.7输出电压V2（V）0.195811.794423.38624.97966.59358.19609.788811.02392) 实验生成图表：3) 数据分析：由实验原理中的式子可知理论上的电压比：m=u2/u1=1+R1/R2=1+1K/1K=2，但是根据实验数据生成的图表可知m实际测量值为1.9615，故实验相对误差为1.925%3. 电压控制电压源：1) 实验数据：（电源电压V1=4.5V）电位器阻值R（k）0.1290410.592161.759334.590345.725447.322458.655349.99832输出电压V2（V）2.5663882078.99168.99778.99919.00129.0014901022) 数据分析：由上表数据可知，当负载电位器的阻值不是特别小时（129左右），输出电压V2的值与电源电压V1的比值约等于2。4. 电压控制电流源（无负载）：1) 实验数据：电源电压V1（V）0.100.801.502.202.903.604.305.00输出电流（mA）0.09840.801331.504132.2032.9033.6054.3105.0192) 实验图表： 3) 数据分析：由实验原理中的式子可知理论上转移电导：g=is/u1=1/R=0.001，但是根据实验数据生成的图表可知g实际测量值为1.0031/1000，故实验相对误差为0.31%。5. 电压控制电流源：（V1=2.5V）1) 实验数据：电位器阻值R（k）0.3550.6581.68553.50284.1036.5107.9838.9049.961输出电流（mA）2.4952.4932.4902.4462.1801.1691.2341.1211.0142) 数据分析：由实验表格中的数据可知当负载电位器的阻值增大时，实际测得的转移电导g逐渐减小，符合实验预期。 实验结果分析：上述实验表格中的测量数据可能与理论计算的数据略有误差，这是由于实验仪器测量的偶然误差以及人为记录数据时测量数据的波动造成的，但是误差基本都