数模综合实验讲义(2)

4. 测量输出阻抗Ro

输出阻抗Ro的测量原理如图2.4，去除步骤3中的串联电阻R，输入端加信号源，调输入电压Vi使得当RL=∞时V`o为1V（有效值）左右，然后加RL=1.5k?负载，测量此时输出电压Vo值，代式求出Ro（若Vo的变化不明显可适当减少Vi的值）。

Vo'?Vo输出阻抗： Ro?RL

Vo

六、思考题

1、 请分析电路中RE的作用。 2、 请分析输出端电容C3的作用。

3、 请问测量输出电阻还有其他的方法吗？ 4、 请总结静态工作点调节的方法。

七、实验报告要求： 1、 实验名称 2、 实验目的

3、 实验原理及电路 4、 实验器件与仪器 5、 实验内容及步骤

6、 对实验中测量的电路参数进行理论计算，并和实验结果比较，分析误差产生的原因 7、 回答思考题

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实验三 集成运算放大器应用

一、实验目的

1. 掌握LM741（F007）集成运放功能和使用方法。

2. 掌握反相放大电路、反相加法器、正弦波振荡电路、积分电路的测试和计算方法。 3. 掌握集成运放在模拟运算方面的应用。 4. 掌握运算电路的组成及计算测试方法。 二、实验原理及电路 1. 通用运放——LM741

本实验采用通用型集成运算放大器LM741作为实验基本元件，它具有高放大倍数（105 ~108）、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合放大电路。芯片引脚图如图3.1所示。

NC?VCCOUTOA2LM7411 2 3 48 7 6 512v?12v???????OA1IN?IN??VCC

?12v输出端?公共零电位?12v输出端

图 3.1 LM741芯片引脚图 图 3.2 ±12V电源连接示意图

2. 实验电路

+12vR31K?+RF72-Vi-3?4++6+Vo?R41K?-12v?-?

图 3.3 反相放大电路

RF1Rf15K?+12v2-RF210K?7100K?RF10K?3?R2++4-12v6+Vo10K?R1+12v72-CF0.01?FC2R110K?C1?-3?4-12v++6Vo+-0.01?F0.01?F10K???10K?R2?

?

图 3.5 正弦振荡电路 图 3.6 积分电路

三、实验仪器

1. 数字存储示波器DST1102B 一台 2. 低频信号源SG1020P 一台 3. 交流毫伏表YB2173 一台 4. 双路直流稳压电源DH1718 一台 5. 万用表MF—47 一块

四、实验内容及步骤

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1. 测量反相放大倍数

按图3.3连线经仔细检查确认无误后，接入±Vcc=±12V，调信号源频率fi=1kHz，Vi调到最小，接入电路后，逐渐增大Vi，使输出电压Vo=2V，按表3.1测定在不同RF的Vi值。反相放大电压增益表达式：

AV?VoR??F ViR3表 3.1

RF（KΩ） 5.1 51 100 Vo（V） 2 2 2 Vi（mV） AV=Vo/Vi AV=－RF/R3 `（|AV`|－|AV|）/ |AV`|% 2. 测量正弦振荡频率f0；反馈系数F；反馈电压Vf及振幅Vo

按图3.5连线在电路振荡条件下测量表3.3中电路的各参数值。验证起振条件采用“替代法”：当振荡电路产生了一个稳定完整正弦波形后，断开正反馈环节，用低频信号源信号替代自振荡电路的模拟输入信号（注：此时RF应保持不变），调信号源的幅度、频率，用示波器观察输出Vo`的波形，使Vo`=Vo，fo`=fo，然后测出其此时Vi，Vf

表 3.3

测量值 Vo（V） Vf（V） Vi（V） T（ms） F= Vf / Vo 测算值 AVf = Vo /Vi f=1/T（HZ） 当电路选频网络中取C1≠C2，R1≠R2时元件参数与振荡频率的关系为

fo?1

2?R1R2C1C2当取C1=C2，R1=R2时元件参数与振荡频率的关系为

fo?1 RF?2Rf 2?RC3. 积分器

按图3.6组装电路，用连续方波输入，并按表3.4保持方波有效值Vi为50mV不变，改变频率，用示波器观测频率与输出波形间的关系，并测量输出信号的有效值，填表记录实验结果

表 3.4

f(Hz) Vo (V) 波形 50 100 300 500 1000 2000 4. 设计课题：正弦波—方波—三角波函数发生器设计

根据正弦振荡器输出的正弦波，通过电压比较器整形后，得到一个较好的方波，将方波通过积分器进行积分，即可得到三角波。请按照图3.7原理图及图3.8电压比较器，设计一个正弦波—方波—三角波发生器电路，并分别测量三个波形的输出电压。

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正弦振荡器电压比较器积分器Vo1R110k?Vo2图 3.7

+12v2-Vo3

73?R3R4++R210k?4-12v62k?100k??6V图 3.8 电压比较器

五、思考题

1. 完成正弦波—方波—三角波函数发生器设计电路的要求？

2. 当RF=100KΩ时，在理想反相放大电路中，若考虑到运算放大器的最大输出幅度时（±12V），Vi的大小不应超过多少伏？

3. 电路3.5中若改变RF，RF的增大或减小对电路有何影响？为什么？ 六、实验报告要求： 1、 实验名称 2、 实验目的

3、 实验原理及电路 4、 实验器件与仪器 5、 实验内容及步骤

6、 对实验中测量的电路参数进行理论计算，并和实验结果比较，分析误差产生的原因 7、 回答思考题

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实验四 555时基电路应用

一、实验目的

1. 掌握集成定时器555的基本功能 2. 了解集成定时器555的基本应用

3. 掌握集成定时器555的基本测试及计算方法

二、预习要求

1. 阅读实验指导书，熟悉555定时电路引脚功能 2. 了解实验电路工作原理及测量方法

三、实验原理及电路

1. 555定时器的工作原理

555定时器的内部电路方框图如图4.1（a）所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由3只5kΩ的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为

21VCC和VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。RD是复位端（433脚），当RD?0，555输出低电平。平时RD端开路或接VCC。

T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。

84?VCC56RDQVC5k?+-THTLA1G15k?27OUT1A2G2Q3Ct+-VCCCt555THVCR5k?GND1T8 7 6 51 2 3 4GNDTL(b)OUTRD(a)

图 4.1 555定时器内部框图及引脚排列图

2. 实验电路

1) 555构成的多谐振荡电路

图4.2所示为多谐振荡电路，其振荡周期T?0.7?R1?2R2?C 振荡频率f?R?R21.44 占空比q?1

R1?2R2?R1?2R2?C10

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