模电自主设计实验

自主设计型实验自主设计型实验 信号变换电路信号变换电路 一 实验目的一 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 总体技术路线二 总体技术路线 2 1 限幅电路 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 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 Ui 0 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 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 实验电路图三 实验电路图 1 串联限幅电路 R1 20k R2 20k R3 10k R4 20k U1 UA741CD 3 2 4 7 6 51 D1 1N4148 VCC 12V VEE 12V XFG1 XSC1 A B Ext Trig VDD 2V 2 并联限幅电路 R1 10k R2 20k R3 20k D1 1N5221B D2 1N5221B VCC 12V VEE 12V XFG1 XSC1 A B Ext Trig U1 UA741CD 3 2 4 7 6 51 3 绝对值电路 R1 10k R2 20k R3 40k XFG1 VCC 12V VCC 12V VEE 12V VEE 12V U1 UA741CD 3 2 4 7 6 51 D1 1N4148 D2 1N4148 U2 UA741CD 3 2 4 7 6 51 R4 20k R5 20k R6 20k R7 20k R8 10k XSC1 A B Ext Trig 四 四 仪器设备名称 型号仪器设备名称 型号 信号发生器 直流稳压电源 A741 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串联限幅电路的输入与输出波形 Ui1V1 5V2V3V4V5V U0690mV990mV1 35V2 15V2 90V3 45V 并联限幅电路的输入与输出波形并联限幅电路的输入与输出波形 Ui1V1 5V2V3V4V5V U0950mV1 38V1 53V1 81V2 17V2 45V 绝对值电路的输入与输出波形绝对值电路的输入与输出波形 Ui500mV1V1 5V2 0V2 5V3V U0210mV340mV510mV640mV790mV940mV Ui3 5V4 0V4 5V5 0V U01 09mV1 24mV1 39mV1 54V 六 实验结论六 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