集成运放电路(国开 集成运放的线性运算电路)( 二 )


5.用积分电路将方波转换为三角波
电路如图9.31所示 。图中,电阻R2的接入是为了抑制由IIO和VIO所造成的积分漂移,从而稳定运放的输出 。
图9.31 将方波转换为三角波
由电路可得下列运算关系:
式中,

当t<<2时,有
所以,
在t<<2(2=R2C)的条件下,若vI为常数,则vO与t将近似成线性关系 。因此,当vI为方波信号并满足Tp<<2时(Tp为方波高电平宽度),则vO为三角波,且方波的周期愈小,三角波的线性度愈好,但三角波的幅度将随之减小 。
实验时要求方波的周期可按TP≈2、TP<<2和 TP>>2三种情况来选取,分别用示波器观察输出和输入电压波形,记录输出电压波形的幅度和线性情况 。
五、计算机辅助设计
按下列要求设计运算电路,并对电路进行仿真分析 。其中运放可选A741 。
1.用运放实现反相加法运算,要求
。输入信号如图9.32所示,仿真分析输出电压波形 。其中三角波可采用分段线性信号源VPWL元件,VPWL元件在使用时只需设置信号转折点的时间和幅值即可;方波信号可以选择VPULSE元件,也可以选择VPWL元件 。
图9.32 加法器和减法器的输入信号
2.用运放实现同相比例放大器,要求
。在输入端加1V直流电压,设置瞬态分析,仿真分析输出电压波形 。
3.用运放实现减法器,要求
。输入信号如图9.32所示,仿真分析输出电压波形 。
4.用运放实现积分器,要求
。在输入端分别加直流信号(幅值为1V)、正弦信号(幅值为10V、频率为10Hz)和方波信号(峰峰值为10V、频率为10Hz),设置瞬态分析,仿真分析输出电压波形 。
5.仿真分析图9.31所示电路,将方波转换为三角波 。要求按TP=2、TP=0.12和 TP=102三种情况进行仿真分析,并观察输出电压波形的幅度和线性度 。
六、实验报告:
1.整理实验数据和结果,画出波形图(注意画出波形间的相对关系、标明周期和幅度) 。
2.将实测数据与理论计算值相比较,并分析产生误差的原因 。
3.记录并分析实验过程中出现的问题和现象 。
4.问题讨论:
(1)若输入信号与集成运放的同相端相连,当信号正向增大时,运放的输出是正还是负?若输入信号与运放的反相端相连,当信号负向增大时,运放的输出是正还是负?
(2)集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路,在没有输入信号时,输出端的静态电压应该是多少?
(3)在图9.27所示反相加法运算电路中,如果I1和I2均采用直流信号,并且选定I2=-6V 。当考虑到集成运放的最大输出幅度(设为12V)时,则I1的取值范围为多大? 。
(4)若要将方波变换成三角波,可选用哪一种运算电路?


集成运放电路(国开 集成运放的线性运算电路)


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