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实验九 模拟运算电路
一. 实验目的
1.学习利用EWB建立并仿真模拟运算电路的方法;
2.学习模拟运算电路的测试方法;
3.了解常见模拟运算电路的特性和功能。
二. 实验电路及说明
图2.9.1、2.9.2实验电路分别为反向、同向比例放大器,键控开关SW1用来切换比例放大器的输入信号:正弦波或直流信号,SW2用来切换比例放大器输出端的指示仪表:示波器或电压表。示波器的B通道用来观测比例放大器的正弦波输入信号,而A通道用来观测比例放大器的输出信号。

图2.9.3实验电路为三输入反向加法器,三个输入信号UF1、UF3、UF5分别为基波、三次谐波和五次谐波,其频率、大小和初相位按照方波信号的傅立叶级数展开式的前三项设置。图2.9.4实验电路为反向积分器。示波器的B通道分别观测反向加法器和反向积分器的输出信号,A通道观测反向积分器的输入信号。
9-1.png 9-2.png

三. 实验步骤       
启动EWB。       
  1.反相、同相比例放大器测试
1). 按图2.9.1 所示建立反相比例放大器
分别打开基本元件箱、模拟集成电路工具箱、指示器件工具箱、电源箱和仪器箱,选取(拖曳)所需元件至电路设计窗口,按图2.9.1中的要求旋转某些元件的方向,并按图中位置摆放,分别双击每一个元件,按图2.9.1要求设置元件的参数。IC1选用三端集成运算放大器,model:default / ideal。
2).设置电路图的显示内容


        选择Circuit | Schematic Options 菜单命令,在Show / Hide对话框,选中Show Reference
ID、Show Value两项,以便显示元件的编号和参数值。
3).按图2.9.1所示连线,调整连线,使其比较整齐。
4). 电路的保存
    选择File | Save  菜单命令,将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法,将电路图复制到粘贴板上,然后,将其粘贴到事先打开的字处理软件(如word或写字板)的新文档中。
5).放大器仿真测试
(1). 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机对电路进行仿真。
(2). 按键控开关SW1、 SW2的控制键,使IC1的输入端接2V直流信号源,输出端接直流电压表,按电位器R2的控制键,使其在50%处,读取直流电压表Uo的读数,计算反相比例放大器的电压放大倍数。
调节电位器R2在.100% 处,读取直流电压表Uo的读数,计算反相比例放大器的电压放大倍数。
(3). 调节电位器R2为50%。按键控开关SW1、SW2的控制键,使IC1的输入端接2V正弦交流信号源,输出端接示波器的A通道,同时观测反相比例放大器的输入和输出电压波形,参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定。按工具栏中的图形工具 ,打开分析图形窗口,在其中的示波器页(Oscilloscope)再现示波器上的波形。参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数,按图形窗口工具栏中的copy按钮 ,将示波器页复制到粘贴板上,然后,再将其粘贴到字处理软件的文档中。
6). 建立图2.9.2同相比例放大器,重复步骤1) ~ 4),测试同相比例放大器。
  2.反向加法器测试
1). 建立图2.9.3反向加法器。IC3选用三端集成运算放大器,model:default / ideal。
2).  选择File | Save  菜单命令,将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法,将电路图复制到粘贴板上,然后,将其粘贴到字处理软件的文档中。
3). 加法器的波形合成功能测试
以示波器的B通道观测加法器的输出信号波形,而以A通道分别观测加法器的三个输入信号UF1、UF3、UF5的波形。参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定,按工具栏中的图形工具 ,打开分析图形窗口,在其中的示波器页(Oscilloscope)再现示波器上的波形,参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数,按图形窗口工具栏中的copy按钮 ,将示波器页复制到粘贴板上,然后,再将其粘贴到字处理软件的文档中。
  3. 反向积分器测试
1). 建立图2.9.4 所示反向积分器。按图中要求设置元件的参数:
IC4选用三端集成运算放大器,model:LM741
矩形波信号源Ui4:
                        频率(Value /Frequency):1KHz
                        占空比(Value /Duty cycle):50%
                        电压(Value / Voltage ):1V
2). 选择File | Save  菜单命令,将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法,将电路图复制到粘贴板上,然后,将其粘贴到字处理软件的文档中。
3). 反向积分器测试
适当调节示波器的时基(Time Base)和A、B通道的Y衰减(V/div)及位移(Y Position),使波形便于观测。参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定,按工具栏中的图形工具 ,打开分析图形窗口,在其中的示波器页(Oscilloscope)再现示波器上的波形,参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数,按图形窗口工具栏中的copy按钮 ,将示波器页复制到粘贴板上,然后,再将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。
点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机停止电路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,关闭计算机系统。
四. 实验报告要求:
1.根据实验测试数据分别计算反向和同向比例放大器的静态、动态电压放大倍数;
2.画出所观测到的输入、输出波形。


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共 2 个关于本帖的回复 最后回复于 2015-12-30 13:02

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