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集成运算放大器的应用实验报告集成运算放大器的应用实验报告一、实验题目：集成运算放大器的应用二、实验目的：1、在面包板上搭接μA741的电路。
首先将+12V和-12V直流电压正确接入μA741的Vcc+(7脚)和Vcc-（4脚）。
2、用μA741组成反比例放大电路，放大倍数自定，用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。
3、用μA741组成积分电路，用示波器观察输入和输出波形，并做好记录。
三、实验摘要：1、在面包板上搭接一个搭接μA741的电路2、用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。
3、用μA741组成积分电路，用示波器观察输入和输出波形。
四、实验仪器：1、示波器2、函数发生器3、数字万用表4、面包板，100欧电阻2个，1000欧电阻，导线，可调直流电压源五、实验原理：集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
在大多数情况下，将运放视为理想运放，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
理想运放在线性应用时的两个特性：（1）理想运算放大器的两个输入端流进运放的电流为零，成为“虚断”。
（2）理想运算放大器的两个输入端间的电压差为零，成为“虚短路” 用μA741组成反比例放大电路，放大倍数自定，用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。
原理图：VCC12VVCC715GNDR1100ΩR2GND100Ω2U1613524UA741CDVEEVE E-12VR41kΩ6XFG1XSC1Ext Trig+_GNDGNDA+_+B_GNDGND J1AC1Key = A10uFVCC12VVCC71515GNDGNDR1100ΩR2100Ω2U16324UA741CDVEEVE E-12V6XFG1XSC1Ext Trig+_GNDGNDA+_+B_GNDGND六、实验步骤及数据1、反比例放大电路：原理图：现在面包板上搭好如上图原理图所示的电路，在将示波器与函数信号发生器接入，打开示波器测量。
实验五 集成运算放大器的基本运算电路一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。
2、正确理解运算电路中各组件参数之间的关系和“虚短”、“虚断”、“虚地”的概念。
二、设计要求1、设计反相比例运算电路，要求|A uf |=10，R i ≥10K Ω，确定外接电阻组件的值。
2、设计同相比例运算电路，要求|A uf |=11，确定外接电阻组件值。
3、设计加法运算电路，满足U 0=-（10U i1+5U i2）的运算关系。
4、设计差动放大电路（减法器），要求差模增益为10，R i >40K Ω。
5、应用Multisim8进行仿真，然后在实验设备上实现。
三、实验原理1、理想运算放大器特性集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的元器件组成负反馈电路时，可以实现比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。
理想运放，是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益 A ud =∞ 输入阻抗 r i =∞ 输出阻抗 r o =0 带宽f BW =∞失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性： (1)输出电压U O 与输入电压之间满足关系式U O ＝A ud （U +－U －）由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。
即U +≈U －，称为“虚短”。
(2)由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。
这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
2、基本运算电路 (1)反相比例运算电路电路如图2.5.1所示。
对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1//R F 。
图2.5.1反相比例运算电路图2.5.2反相加法运算电路(2) 反相加法电路i 1F O U R R U -=电路如图2.5.2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)U R RU R R (U i22F i11F O +-=R 3＝R 1//R 2//R F (3)同相比例运算电路图2.5.3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1FO )U R R (1U +=R 2＝R 1//R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图2.5.3(b)所示的电压跟随器。
实验五 集成运算放大器的参数测试一、实验目的1、学会集成运放失调电压U IO 的测试方法。
2、学会集成运放失调电流I IO 的测量方法。
3、掌握集成运放开环放大倍数Aod 的测量方法。
4、学会集成运放共模抑制比K CMR 的测试方法。
二、实验仪器及设备1、ＤＺＸ－１Ｂ型电子学综合实验台 一台2、XJ4323 双踪示波器 一台3、集成运放 uA741 一片 三、实验电路1、测量失调电压U IO 。
2、测量失调电流I IO 。
I IO =RR R U U O O ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-12121式中的U O1为测失调电压U IO 时的U O1 ，U O 2 为下面电路中测得的U O 。
U IO =211R R R+U O1R2 5.1KR2 5.1K3、测量开环放大倍数Aod 。
4、共模抑制比K CMR 。
注意：Ui 必须小于最大共模输入电压U iCM ＝12V四、实验内容及步骤 1、测量失调电压U IO（1） 按图接好电路，检查电路无误后接通电源，用示波器观察输出Uo 有无振荡，若有振荡，应采用适当措施加以消除。
（2） 测量输出电压，记做U O1，并计算失调电压U IO 。
2、测失调电流I IO（1） 按图接好电路，检查电路无误后接通电源，用示波器观察输出Uo 有无振荡，若有振荡，应采用适当措施加以消除。
（2） 测量输出电压，记做U O2，并计算失调电流I IO 。
3、测量开环放大倍数Rf 5.1KA Od =UiR R R U O 323+URf 5.1KK CMR = OCO A A d=UoU R R F i1•（1） 按图接好电路，接通电源。
（2） 在输入端加入Us ＝1V ，f ＝20Hz 的交流信号，用毫伏表测量Uo 和Ui ，计算出Aod 。
4、测量共模抑制比（1） 按图接好电路，接通电源。
（2） 在输入端加入一定幅值的频率为20Hz 的交流信号，用毫伏表测量Uo 和Ui ，计算出K CMR 。
集成运放实验报告集成运放实验报告引言：集成运放（Integrated Operational Amplifier）是一种重要的电子元件，广泛应用于各种电路中。
本实验旨在通过实际操作和测量，深入了解集成运放的基本原理、特性以及应用。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解集成运放的基本原理和特性；2. 学会使用集成运放进行信号放大和滤波；3. 掌握集成运放在各种电路中的应用。
二、实验器材1. 集成运放实验箱；2. 直流电源；3. 函数信号发生器；4. 示波器；5. 电阻、电容等元器件。
三、实验步骤与结果1. 实验一：集成运放的基本特性测量将集成运放与直流电源连接，通过示波器观察输出波形，并测量输入阻抗、输出阻抗、增益等参数。
实验结果显示，集成运放具有高输入阻抗、低输出阻抗和大增益的特点。
2. 实验二：非反相放大电路的设计与测量根据给定的电路图，搭建非反相放大电路，通过函数信号发生器输入信号，测量输出波形和增益。
实验结果表明，非反相放大电路能够将输入信号放大，并保持波形不变。
3. 实验三：反相放大电路的设计与测量按照电路图要求，搭建反相放大电路，通过函数信号发生器输入信号，测量输出波形和增益。
实验结果显示，反相放大电路能够将输入信号反向放大，并且增益与电阻值相关。
4. 实验四：低通滤波电路的设计与测量根据给定的电路图，搭建低通滤波电路，通过函数信号发生器输入不同频率的信号，测量输出波形和截止频率。
实验结果表明，低通滤波电路能够滤除高频信号，只保留低频信号。
5. 实验五：带通滤波电路的设计与测量按照电路图要求，搭建带通滤波电路，通过函数信号发生器输入不同频率的信号，测量输出波形和通频带。
实验结果显示，带通滤波电路只能通过特定频率范围内的信号，滤除其他频率的信号。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了集成运放的基本原理和特性，并学会了使用集成运放进行信号放大和滤波。
实验结果表明，集成运放在电子电路中具有重要的应用价值。
《高频电子线路》教学大纲课程编号：IB3123006课程名称：高频电子线路英文名称：Radio Frequency Circuit学时：60 学分：4课程类型：必修课程性质：专业基础课适用专业：通信工程、电子信息工程、空间信息与数字技术先修课程：电路分析基础、信号与系统、模拟电子线路基础开课学期：第五学期开课院系：通信工程学院、电子工程学院一、课程的教学目标与任务本课程是通信工程、电子信息工程、空间信息与数字技术等专业必修的一门学科基础课。
本课程的目标与任务是使学生通过本课程的学习，熟悉本课程所述各类部件的组成、特点、性能指标，以及在通信系统中的地位与作用；掌握高频电路中的基本概念、基本原理和基本方法（包括仿真方法）以及典型电路，看懂一般的实际电路；通过课程内容的学习，能较深刻地理解非线性电路的分析方法及特点；初步建立起信息传输系统的整体概念；了解重要新技术的发展趋势。
为后续的专业课的学习打好基础。
二、本课程与其它课程的联系和分工本课程为学科基础课，在基础课和专业课之间起承上启下作用。
本课程需要在电路分析基础、信号与系统、模拟电子线路基础等课程学过以后开设。
其后续课程是专业课，如通信原理、无线通信、移动通信等。
三、课程内容及基本要求(一) 绪论（2学时）通信系统的组成、频段和波段的划分、高频信号的特性、本课程所述各部件在通信系统中的地位与作用、本课程的特点与研究方法。
1.基本要求（1）了解通信系统的历史与发展和本课程的特点；（2）掌握通信系统的组成、调制的作用及其方法、高频信号的特性；（3）熟练掌握无线电波频段或波段的划分及各段特点。
2.重点、难点重点：通信系统的组成、调制的作用及其方法、无线电波频段或波段的划分及各段特点。
难点：高频信号的传播特性。
（二）高频电路基础（6学时）高频电路中常用的元器件和基本电路及其特性；阻抗匹配与阻抗变换；噪声的来源与特性、噪声系数与噪声温度；接收机的灵敏度。
1.基本要求（1）了解常用的元器件的高频特性及其等效电路、各种滤波器和高频组件、噪声的来源；（2）掌握阻抗匹配与阻抗变换的方法，热噪声的特性、噪声系数与噪声温度的计算方法，接收机的灵敏度的概念；（3）熟练掌握谐振回路的特性和用法。
实验五集成逻辑门电路的功能测试与应用1．实验目的(1)掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法；(2)掌握TTL器件的使用规则；(3)熟悉数字电路实验箱的结构，基本功能和使用方法；2．实验设备与器件1)5V直流电源，2)逻辑电平开关，3)0-1指示器，4)直流数字电压表，5)直流毫安表，6)直流微安表，7)74LS20×2，8)WS30—1k、10k电位器各一，9)200Ω电阻器(0.5 )一个。
3．实验原理门电路是组成数字电路的最基本的单元，包括与非门、与门、或门、或非门、与或非门、异或门、集成电极开路与非门和三态门等。
最常用的集成门电路有TTL和CMOS两大类。
TTL为晶体管—晶体管逻辑的简称，广泛的应用于中小规模电路，功耗较大。
本实验采用4输入双与非门74LS20，即在一块芯片内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。
其逻辑表达式为Y=ABCD，逻辑符号及引脚排列如图5-1(a)、(b)所示。
[注意]：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压V CC只允许在+5V土10％的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。
(a)逻辑符号(b)引脚排列图5-1 74LS20逻辑符号及引脚排列(1)与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平(即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
)(2)TTL与非门的主要参数描述与非门的输入电压Ui、输出电压Uo关系可以用电压传输特性Uo＝f(Ui)表示，如图5-2(a)。
从电压传输特性曲线上可以读出门电路的一些重要参数，如输出高电平U OH，输出低电平U OL，开门电平U ON，关门电平U OFF等参数。
实际的门电路U OH和U OL并不是恒定值，由于产品的分散性，每个门之间都有差异。
在TTL电路中，常常规定高电平的标准值为3V，低电平的标准值为0.2V。
实验五 比例、求和运算电路实验1．实验目的① 掌握比例、求和电路的设计方法，熟悉由集成运算放大器组成的基本比例运算电路的运算关系。
② 通过实验，了解影响比例、求和运算精度的因素，进一步熟悉电路的特点和功能。
2．实验电路及仪器设备（1）实验电路① 用一个运放设计一个数字运算电路，实现下列运算关系：U O=2U I1+2UI2－4U I3已知条件：U I1=50～100mV；U I2=50～200mV；U I3=20～100mV参考电路如下：② 设计一个能实现下列运算关系的电路：U O=-10U I1+5U I2；U I1=U I2=0.1～1V参考电路如下：比例运算实验电路如图1-22所示。
（2）实验仪器设备双路直流稳压电源、示波器、直流信号源、数字万用表、实验箱。
3．实验内容（1）根据设计题目要求，选定电路，确定集成运算放大器型号，并进行参数设计（2）按照设计方案组装电路（3）在设计题目所给输入信号范围内，任选几组信号输入，测出相应输出电压 u o，将实测值与理论值作比较，计算误差。
比例求和设计电路如下：注意：实际上输入可以是任意波形，由于实验室条件所限，本实验输入信号选用直流信号。
μΑ741参数：A od=105dB；R id=2MΩ；R o=1kΩ；f H=10Hz引脚说明：2脚IN--：反相输入端3脚IN+：同相输入端6脚OUT：放大器输出端4脚V--：负电源入端（-12V）7脚V+：正电源入（+12V）（4）在输入端加入不同的输入电压，用万用表直流电压档测量输出值，填写下表：4．实验报告要求准备报告： 写出电路的具体设计过程。
总结报告：根据实验结果，分析产生误差原因。
5．实验注意事项（1）实验完毕要交回元件完整的元件袋！（2）关闭电源连电路，做完实验拆电路时，也要关闭电源拆电路！（3）万用表在测量电阻后测电压时，要注意及时变换档位，否则会烧坏万用表！。
中国大学MOOC网课电子技术实验测验题及作业实验一、常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用单元测试1单选(10分)要测量频率为2KHz正弦波的有效值，选用哪种仪器( )。
正确答案：AA.示波器B.直流稳压电源C.数字万用表D.函数信号发生器2单选(10分)当用万用表测量某支路电流时，不需要进行的操作是( )。
A.按AUTO切换自动量程或手动量程。
B.选择DCI直流或ACI交流电流档。
C.把万用表串联到该支路中。
D.选择COM和0.1A或1.5A插孔正确答案：A3单选(10分)某电路需5mV的正弦波信号作为输入，可提供该信号的是（）。
A.数字示波器B.函数信号发生器C.直流稳压电源D.数字万用表正确答案：B4单选(10分) 在用示波器测量信号大小时，哪个参数代表有效值（）。
A.峰峰值（Vpp）B.均方根值（Vrms）C.平均值（Vavs）D.幅值（Vamp）正确答案：B5单选(10分)若被测信号是含有直流偏置的正弦信号，示波器应该选择（）。
A.交流耦合方式B.接地C.直流耦合方式D.低频抑制耦合方式正确答案：C6判断(10分)函数信号发生器连接端子左侧的output按钮点亮时，才表示该通道信号允许输出。
√7判断(10分)为更好地用示波器观察小信号，需采用高频抑制和平均获取方式。
√8判断(10分)可以用万用表测量PN结是否正常来判断二极管和三极管的好坏。
√9判断(10分)DF1731直流稳压电源可以提供三路可调输出电源。
×10判断(10分)示波器的探头选“*10”时，表示将输入的信号放大10倍。
√实验一作业：总结用数字万用表判断二极管、三极管的方法实验二：单管交流放大电路的测试单元测试1单选(10分)单管放大电路中，当VCC 、RC及输入信号幅值选定后，要调节晶体管的静态工作点Q，通常调节哪个电阻的值来实现( )。
A.RB1B.RB2C.RED.RC正确答案：A2单选(10分)单管放大电路中，输出信号与输入信号的关系是( )。
实验五、集成运算放大器的非线性应用
实验报告
课程名称：
实验项目名称：集成运算放大器的非线性应用
专业：
报告人：学号：班级：
实验时间：
天津城建大学
控制与机械工程学院
一实验目的：
1.学习电压比较器的基本工作原理与电路形式，深入理解其电路的功能和特点。
2.学习迟滞比较器传输特性的测试方法。
3.进一步掌握示波器的使用。
二实验设备和器材：
1.示波器；
2.低频信号发生器；
3.直流稳压电源；
4.晶体管毫伏表；
5.数字万用表；
三实验原理(电路)：
电压比较器是一种能进行电压幅度比较和幅度鉴别的电路，它能够将输入信号与参考电压进行大小比较，并用输出的高低电平来表示比较的结果。
电压比较器的特点是电路中的集成运放工作在开环或正反馈状态，输入和输出之间呈现非线性传输特性，这种电路能把输入的模拟信号转换为输出的脉冲信号，它是一种模拟量到数字量的接口电路，常被应用于模数转换、自动控制和自动检测等技术领域，以及波形产生和变换等场合。
(a) 过零比较器 (b) 电压传输特性
图1 过零比较器
(a) 反相滞回参考电路图 (b) 同相滞回参考电路
图2 滞回比较器。
模拟电子技术实验指导书上海科技学院2006年1月前言《电子技术基础》课程是电子信息类专业学生必须掌握的一门专业基础课程，它是这些专业的学生学习本专业后续课程的基础，因此必须认真地对待。
为使学生在学习《电子技术基础》课程的同时增强实践操作技能的培养，特重新编写《模拟电子技术实验指导书》以帮助学生进一步理解书本知识，从而使学生既理论联系实践，又实践联系理论，真正为培养电子类专业高等职业技术人才打好扎实的基础。
本指导书共设有28个实验内容，既要求学生能在计算机上用电子工作平台（EWB5.0）进行软件仿真实验，又要求学生能在实验室里进行具体硬件的操作实验，实际使用中可根据需要选做大部分实验内容。
本书内容包括了低频电子线路和高频电子线路的主要实验，也涵盖了课堂教学中的主要内容，因此认真完成规定的实验，必将对加深理解《电子技术基础》课程书本知识起到极大的作用。
实验中所用到的仪器设备，多数是目前尚属比较先进的，因此熟练掌握这些仪器的操作和使用方法，必将为学生今后的实验、生产实习乃至参加工作带来莫大的方便；为使学生能正常的实验，有些仪器和EWB5.0的使用操作方法编于本书的附录部分，供学生在实际操作中参考。
本书中的实验内容都由编者实际操作和测量过，同时也经过数届学生的使用，证明这些实验具备可操作性、实验结果可重复性及与理论分析的基本一致性。
本次重编，除对原书中的个别错误之处进行改正外，还对部分实验的实验原理、实验步骤与内容作较大的改动，以更适合我校实验室目前的条件。
由于改版时间仓促，仍难避免出现错误，请读者不吝指教。
周永柏2006.1电子技术实验的要求与方法实验要求一．实验前预习准备1.仔细阅读实验讲义及课本中的有关章节，明确实验目的和任务，了解实验基本原理，熟悉实验线路、实验方法及实验步骤。
2.明确实验中要观察的现象、需记录的实验数据、将要使用的仪器设备及元器件规格和各注意事项。
3.学生只有在认真预习本次实验内容并写好预习报告的基础上，才能到实验室进行实验，预习不合格者不得参加本次实验。
电子技术实验教学大纲一、制定本大纲的依据随着科学技术的迅速发展，理工科大学生不仅需要掌握电路与电子学方面的基本理论，而且还需要掌握基本的实验技能及一定的科研能力。
通过该实验课程的学习，使学生巩固和加深电路与电子学的基本知识，通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力，本实验课程以培养学生实践基础和实践理论为主，为专业实践能力、创新能力，奠定扎实的基础，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯。
二、本实验课程的具体安排三、本实验课程在该课程体系中的地位与作用实验教学是电子技术课程体系的重要实践环节。
根据教学改革的思路、指导思想，实验教学不仅仅是对理论知识的验证，而且是对学生动手能力的培养，更重要的是要认识到，实验应该是学习课程内容，更新自身知识结构的重要环节。
电子技术这门课，实践性很强，通过实验教学环节，可以培养学生使用电子仪器、调试电子电路等方面的实际动手能力。
同时，通过实验加强对理论课教学内容的进一步深化理解，掌握通过实验学习课程内容的方法，包括新内容的方法，并为今后通过科学实验进行研究打好必要的基础。
四、学生应达到的实验能力与标准根据电子技术教学基本要求并结合本校实际，通过本课程的实验教学，学生应达到的能力与标准是：1.正确使用常用的电子仪器及电工测试仪表；2.掌握电路（包括直流、交流、电子电路）的基本测试技术；3.学会正确地记录实验数据、处理实验数据、观察实验现象、总结实验结论；4．初步具有查阅电子器件手册和相关技术资料的能力；5．具有根据技术要求选择元器件，组成实验电路、设计电子电路小系统和进行安装调试的能力；6．初步具有分析、寻找和排除常见故障的能力；7．能独立地写出严谨的、有理论分析的、实事求是的、文理通顺的、字迹工整的实验报告。
五、讲授实验的基本理论与实验技术知识实验一、电路原理认识实验本实验在熟悉电工电子实验台主要设备、仪表的基础上，掌握对示波器、晶体管豪伏表、函数发生器等的使用，完成相关电信号的测量与观测。
实验五集成逻辑门电路的功能测试与应用1．实验目的(1)掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法；(2)掌握TTL器件的使用规则；(3)熟悉数字电路实验箱的结构，基本功能和使用方法；2．实验设备与器件1)5V直流电源，2)逻辑电平开关，3)0-1指示器，4)直流数字电压表，5)直流毫安表，6)直流微安表，7)74LS20×2，8)WS30—1k、10k电位器各一，9)200Ω电阻器(0.5 )一个。
3．实验原理门电路是组成数字电路的最基本的单元，包括与非门、与门、或门、或非门、与或非门、异或门、集成电极开路与非门和三态门等。
最常用的集成门电路有TTL和CMOS两大类。
TTL为晶体管—晶体管逻辑的简称，广泛的应用于中小规模电路，功耗较大。
本实验采用4输入双与非门74LS20，即在一块芯片内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。
其逻辑表达式为Y=ABCD，逻辑符号及引脚排列如图5-1(a)、(b)所示。
[注意]：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压V CC只允许在+5V土10％的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。
(a)逻辑符号(b)引脚排列图5-1 74LS20逻辑符号及引脚排列(1)与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平(即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
)(2)TTL与非门的主要参数描述与非门的输入电压Ui、输出电压Uo关系可以用电压传输特性Uo＝f(Ui)表示，如图5-2(a)。
从电压传输特性曲线上可以读出门电路的一些重要参数，如输出高电平U OH，输出低电平U OL，开门电平U ON，关门电平U OFF等参数。
实际的门电路U OH和U OL并不是恒定值，由于产品的分散性，每个门之间都有差异。
在TTL电路中，常常规定高电平的标准值为3V，低电平的标准值为0.2V。
基于Electronic Workbench 虚拟电子实验室的计算机电路基础实验指导书郭迪新编二○一一年九月目录EWB概述实验一、实验平台的熟悉，基尔霍夫定律实验二、晶体二极管和三极管的检测实验三、晶体管单管共射电压放大电路实验四、负反馈电路实验五、集成运放基本运算电路实验六、集成电压比较器设计与调试实验七、基本门电路的测试实验八、组合逻辑电路（译码器）实验九、组合逻辑电路（用MSI设计组合逻辑）实验十、触发器电路分析测试实验十一、时序逻辑电路（十进制计数器电路设计）实验十二、555多谐振荡器电路设计附：计算机电路基础实验项目表EWB电路实验概述EWB英文全称Electronics Workbench，是一种电子电路计算机仿真设计软件，北称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室。
它是加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司于1988年开发的，它以SPICE为基础，具有如下突出的特点：1、EWB具有集成化、一体化的设计环境2、EWB具有专业的原理图输入工具3、EWB具有真实的仿真平台4、EWB具有强大的分析工具5、EWB具有完整、精确的元件模型本实验指导书所列入的实验是建立在EWB平台上的，在普通微机上完成的实验。
要求实验者首先要熟悉EWB的基本操作。
实验一、实验平台的熟悉，基尔霍夫定律实验目的：熟悉EWB仿真实验平台；验证基尔霍夫定律、加强对基尔霍夫定律的理解。
实验条件普通微机、Electronic Workbench软件。
实验要求1、要求在实验前熟悉Electronic Workbench软件的基本使用；2、预习课程相关内容（基尔霍夫定律）、实验电路分析；3、认真做好实验，并填写实验报告。
实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定理。
测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定理（KVL）。
即对电路中的任一个节点而言，应有∑I=0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U=0。
实验五集成运算放大器的基本应用(I)
─模拟运算电路─
一、实验目的
1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚
2、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算
电路的功能。
3、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理
集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
理想运算放大器特性
在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益A
=∞
ud
=∞
输入阻抗r
i
=0
输出阻抗r
o
带宽 f
=∞
BW
失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：
（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式
U O ＝A ud （U +－U －）
由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。
即U +≈U －，称为“虚短”。
（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。
这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
基本运算电路
1) 反相比例运算电路
电路如图8－1所示。
对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压
之间的关系为
为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。
图8－1 反相比例运算电路 图8－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路
电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为
)U R R
U R R (
U i22
F i11F O +-= R 3＝R 1 // R 2 // R F 3) 同相比例运算电路
图8－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为
i 1
F
O U R R U -
=
i 1
F
O )U R R (1U +
= R 2＝R 1 // R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图8－3(b)所示的电压跟随器。
图中R 2
＝R F ，用以减小漂移和起保护作用。
一般R F 取10K Ω， R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器
图8-3 同相比例运算电路
4) 差动放大电路（减法器）
对于图8-4所示的减法运算电路，当R 1＝R 2，R 3＝R F 时， 有如下关系式
图8－4 减法运算电路图 8-5 积分运算电路 5) 积分运算电路
反相积分电路如图8－5所示。
在理想化条件下，输出电压u O 等于 式中 u C (o)是t ＝0时刻电容C 两端的电压值，即初始值。
如果u i (t)是幅值为E 的阶跃电压，并设u c (o)＝0，则
即输出电压 u O (t)随时间增长而线性下降。
显然RC 的数值越大，达到给定的U O 值所需的时间就越长。
积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。
在进行积分运算之前，首先应对运放调零。
为了便于调节，将图中K 1
闭合，即通过电阻R 2的负反馈作用帮助实现调零。
但在完成调零后，应将K 1打开，以免因R 2的接入造成积分误差。
K 2的设置一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压u C (o)＝0，另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号u i 后， 只要K 2一打开， 电容就将被恒流充电，
电路也就开始进行积分运算。
本实验采用的集成运放型号为741，引脚排列如图7－1所示，它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正、负电源端，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十K Ω的电位器并将滑动触头接到负电源端。
⑧脚为空脚。
μA741管脚图
三、实验设备与器件
1、±12V 直流电源
2、函数信号发生器
3、交流毫伏表
4、直流电压表
5、集成运算放大器μA741×1 电阻器、电容器若干。
四、实验内容
实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
1、反相比例运算电路
1) 按图8－1连接实验电路，接通±12V 电源，输入f ＝100Hz ，U i ＝0.5V 的正弦交流信号，测量相应的U O ，并用示波器观察u O 和u i 的相位关系，记入表8-1。
表8-1 U i ＝0.5V ，f ＝100Hz U i （V ） U 0（V ）
u i 波形
u O 波形
A V
实测值 计算值
2、同相比例运算电路
1) 按图8－3(a)连接实验电路。
实验步骤同内容1，将结果记入表8－2。
2) 将图8－3(a)中的R 1断开，得图8－3(b)电路重复内容1)。
表8－2 U i ＝0.5V f ＝100Hz U i （V ） U O (V)
u i 波形
u O 波形
A V
实测值
计算值
3、 反相加法运算电路*课后用仿真软件选做完成
1)
按图8－2连接实验电路。
2) 输入信号采用直流信号，图8－6所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。
实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。
用直流电压表测量输入电压U i1、U i2及输出电压U O ，记入表8－3。
图8－6 简易可调直流信号源
表8-3 U i1(V) U i2(V) U O (V)
5、积分运算电路*课后用仿真软件完成
实验电路如图8－5所示。
1) 打开K 2，闭合K 1，对运放输出进行调零。
2) 调零完成后，再打开K 1，闭合K 2，使u C (o)＝0。
3) 预先调好直流输入电压U i ＝0.5V ，接入实验电路，再打开K 2，然后用直流电压表测量输出电压U O ，每隔5秒读一次U O ，记入表8-5，直到U O 不继续明显增大为止。
表8－5
五、实验总结
1、 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。
2、 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。
3、 分析讨论实验中出现的现象和问题。
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