集成运算放大器的应用

1、实验报告一集成运算放大器的应用一、 实验要求使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1(a),实现下述功能：使用低频信号源产生ui1=0.1*sin(2*fo*t) (V),fo=500Hz的正弦信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入资质振荡器产生的正弦波信号，uo1的峰峰值为4V，波形上下对称，T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。 （a） （b）图1要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2经选频滤波器滤除uo1频率分量，选出fo信号为uo2，uo2为峰峰值等于9V的正弦信号，用示波器观察无明显失真。Uo2信号再经比较器后在1k负载上得到峰峰值为

2、2V的输出电压uo3。电源只能选用+12V和+5V两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。要求预留ui1、ui2、uo1、uo2、uo3的测试端子。二、 实验仪器电源、示波器、信号发生器、万用表三、 实验仿真原理图四、 各块功能模块设计1、 三角波发生器按要求设计，利用LM324一功放和RC震荡电路和T=2R5*C1*ln（1+2R3/R1），Uo1=R1/(R1+R2)调试R1和R3得到相关要求参数。三角波仿真电路及实验结果如下：Uo1波形2、 加法器的设计输入信号为ui1,uo1,输出uo1，属于多端输入的电压并联反馈电路，采用 ， 带入数值计算得：加法器仿真电路

3、及仿真结果如下：Ui2波形3、 滤波器的设计电路采用二阶压控电压源低通滤波器电路。由上面的原理图可见，它是由两节RC滤波电路和同向比例放大电路组成，其中同向比例放大电路实际上就是所谓的压控电压源。其特点是，输入阻抗高，输出阻抗低。同向比例放大电路的电压增益就是低通滤波器的通带增益，即，取R14=050k，R12=8k，放大倍数06.25倍。滤波器仿真电路及仿真结果如下：Uo2波形4、 比较器的设计电压比较器时对两个模拟电压比较器大小，比判断出其中哪一个电压高，比较器输入有一个同向输入端和一个反向输入端，一般设置其中一个端的输入电压为参考电压，假设同向端输入电压VA为参考端，设反向输入端输入电压

4、为VB，当VA>VB时，输出高电平，当VB>VA时，输出低电平。比较器仿真电路及仿真结果如下：Uo3波形五、 测试过程1、电源电路 用单电源+12V制作一个±6V双电源2、 三角波产生电路（产生u01） （1）.在反相端接一个隔直电容1nF(102)，使负半轴的三角波的峰值等于上半周的峰值。（2）.调节R5改变三角波的峰峰值，使其峰峰值达到4.0V，然后调节R6改变三角波的频率，使其达到2.0KHz，尽量接近2.0KHz。3、加法器电路（输入ui1,uo1,输出ui2）将第二步产生的三角波u01接到加法器电路的R2(8.2K)电阻上，将500Hz、500mv低频信号接到R

5、1（820）电阻上（千万不要接反了），观察输出波形，然后按暂停，观察波形。4、滤波放大电路。（输入ui2，输出u02）（1）.测试、调试滤波效果。Ui2用函数信号发生器产生的信号代替ui2，函数信号发生器产生500Hz、峰峰值200mV的正弦信号，调节R4、R5，使输出电压uo2达到最大，当调节函数信号发生器，使输入的信号小于500Hz时，输出波形没有失真（若失真，调节R1，使其保持在500mV900mV以内），输出波形的峰峰值时可出现峰峰值不变的和变小大的情况，但是不允许出现变大的现象，若变大则说明这个滤波器不是从500Hz衰减的；当调节函数信号发生器，使输入信号大于500Hz时，输出波形的

6、峰峰值开始衰减，则说明滤波器时从500Hz开始衰减的；当调节到2K时，输出波形的峰峰值小于100mV以内，最好20mV以内，说明将2K信号衰减了很多，即滤掉了2K信号，即在原理图中时滤掉了三角波信号。（2）、测试、调试放大效果。用函数信号发生器产生500Hz、峰峰值为200mV的正弦信号，调节R1，使输出波形的峰峰值达到900mV，则说明放大倍数可以达到4.5倍，然后调节函数信号发生器输出信号的电压，使其峰峰值为2V，观察滤波电路输出信号的峰峰值，看是否达到了9V，若达到了，则说明放大部分完成。5、单独测试比较器（输入uo2，输出uo3）uo2接同向输入端，uo1接反向输入端。uo2：频率50

7、0.0Hz、峰峰值9V正弦波，建议先用5V测试，防止电压过大，然后再慢慢将电压升到9V。uo1:频率2.0K、峰峰值4V的三角波。调节R6时输出信号uo3的峰峰值为2.0V，（原理上频率是500Hz）观察输出波形uo3。 6、电源、三角波、加法器联调将产生的三角波信号uo1接到加法器电路R2的一端，将ui1接到加法器电路R1的一端，观察输出波形。7、电源电路、三角波产生电路、加法器电路、滤波放大电路联调将输出信号ui2接到滤波器电路R1的一端，观察输出波形8、电源电路、三角波产生电路、滤波放大电路、比较器电路联调将滤波器输出的信号uo2接到比较器的同向输入端，三角波uo1接比较器的反相输入端，观察输出波形。六、实验总结1、整个设计下来，起初最大的感受就是自己知识面太狭小，动手能力太弱，第三块板子才成功，就拿用一个运放产生三角波来说，思前想后折腾了好久才弄明白，其实答案就在模电书的波形产生那一章，那是只是应付考试学习，没想到实际之中就全忘记了2、在本次的课程设计中，学到了许多实践知识，也明白了许多道理，知易行难不仅是一句空话，理论和实际还有很大的鸿沟，经过这次课设，自己对以前的知识有了新的认识，对一些知识点也能贯通一下，特别是在实践的过程中那种感性的认识，与书本上枯燥的知识相比更能给人留下印象。3、在改进意见方面，我认为自己未能真正熟练地运