频率电压变换器实验报告
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淮海工学院课程设计报告书课程名称:模拟电子技术课程设计题目:频率/电压转换电路的设计系(院):电子工程学院学期:12-13-1专业班级:电子112姓名:冒佳卫学号:20111206491 引言本设计实验要求对函数发生器、比较器、F/V变换器LM331、反相器和反相加法器的主要性能和应用有所了解,要能掌握其使用方法。
同时要了解它们的设计原理。
本设计实验要求我们要灵活运用所学知识,对设计电路的理论值进行计算得到理论数据,在与实验结果进行比较。
1.1 设计目的当正弦波信号的频率f i在200Hz~2kHz范围内变化时,对应输出的直流电压V i在1~5V范围内线形变化。
1.2 设计内容设计一个频率/电压转换电路,将给定的正弦波信号的频率转化成相对应的直流电压。
设计的各部分包括:比较器、F/V转换器、反相器、反相加法器。
1.3 主要技术要求(1)输入为正弦波频率200—2000Hz; 输出为电压1—5V;(2)正弦波信号源采用函数波形发生器的输出;(3)采用±12V电源供电。
2 频率/电压转换器的总体框图设计=1~5V函数波形发生器输出的正弦波比较器变换成方波。
方波经F/V变换器变换成直流电压。
直流正电压经反相器变成负电压,再与参考电压V R通过反相加法器得到V o3 频率/电压转换器的功能模块设计3.1 函数信号发生器ICL8038芯片介绍3.1.1 ICL8038作用ICL 8038 是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路, 只需调整个别的外部元件就能产生从 0.001HZ~300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
另外由于该芯片具有调频信号输入端, 所以可以用来对低频信号进行频率调制。
3.1.2 ICL8038管脚介绍图 2 ICL8038表1 引脚功能介绍3.2 比较器电路的设计过零比较器的原理过零比较器被用于检测一个输入值是否是零。
电压/频率转换电路一、设计任务与要求①将输入的直流电压转换成与之对应的频率信号。
二、方案设计与论证电压-频率转换电路(VFC)的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压,故也称为电压控制振荡电路(VCO),简称压控振荡电路。
通常,它的输出是矩形波。
方案一、电荷平衡式电路:如图所示为电荷平衡式电压-频率转换电路的原理框图。
电路组成:积分器和滞回比较器,S为电子开关,受输出电压uO的控制。
设uI<0,;uO的高电平为UOH,uO的低电平为UOL;当uO=UOH时,S闭合,当uO=UOL时,S断开。
当uO=UOL时,S断开,积分器对输入电流iI积分,且iI=uI/R,uO1随时间逐渐上升;当增大到一定数值时,从UOL跃变为UOH,使S闭合,积分器对恒流源电流I与iI的差值积分,且I与iI的差值近似为I,uO1随时间下降;因为,所以uO1下降速度远大于其上升速度;当uO1减小到一定数值时,uO从UOH跃变为UOL回到初态,电路重复上述过程,产生自激振荡,波形如图(b)所示。
由于T1>>T2,振荡周期T≈T1。
uI数值愈大,T1愈小,振荡频率f愈高,因此实现了电压-频率转换,或者说实现了压控振荡。
电荷平衡式电路:电流源I对电容C在很短时间内放电的电荷量等于iI在较长时间内充电的电荷量。
方案二、复位式电路:电路组成:复位式电压-频率转换电路的原理框图如图所示,电路由积分器和单限比较器组成,S为模拟电路开关,可由三极管或场效应管组成。
工作原理:设输出电压uO为高电平UOH时S断开,uO为低电平UOL时S闭合。
当电源接通后,由于电容C上电压为零,即uO1=0,使uO=UOH,S断开,积分器对uI积分,uO1逐渐减小;一旦uO1过基准电压UREF,uO将从UOH跃变为UOL,导致S闭合,使C迅速放电至零,即uO1=0,从而uO将从UOL跃变为UOH,;S又断开,重复上述过程,电路产生自激振荡,波形如图(b)所示。
实验报告实验名称: 电压/频率转换电路学院: 航海学院专业: 信息对抗技术班级: 03051001姓名:学号:同组成员:一、实验目的1)掌握用仿真软件模拟测试分析电压/频率转换电路。
2)学习电压/频率转换电路,了解电路工作原理。
3)学习电路参数的调整。
二、实验原理电压/频率转换电路(V oltage Frequency Converter,VFC)的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压,故称为电压控制振荡电路(V oltage Controlled Oscillator,VCO),简称压控振荡电路。
可以认为电压/频率转换电路是一种模拟量到数字量的转换电路。
3.3-1 电压/频率转换框图本实验的流程框图如图3.3-1所示。
根据框图,用两个运算放大器分别组成积分器与比较器,得到电压/频率转换电路,仿真电路如图所示。
图中运算放大器UIA与电容及电阻构成积分电路。
UIA的反向输入端电位与同向输入端电位几乎相等,即iV R R R V V 434+==+- (3.3-1)式中V i 是控制电压,它是正值。
将R 3=R 4带入式(3.3-1),得i V V V 21==+-(3.3-2)运算放大器UIC 与R 6,R 7构成滞回比较器。
当它的输出电压V o2为低电平时,三极管截止,此时积分电路中电容充电的电流为1R V V I i C --=(3.3-3)将式(3.3-2)代入式(3.3-3),得12R V I i C =(3.3-4)电容充电时,V o1将逐渐下降。
当它下降到27661o o V R R R V +-=时,比较器发生跳转,使得V o2变为高电平,此时三极管饱和导通,电容开始放电,三极管的集电极与发射极之间的压降很小,一般可忽略不计,因此,电容放电的电流为2121'R V R V V I I I i R R C ----≈-= (3.3-5)将式(3.3-2)和1221R R =带入式(3.3-5),得12'R V I i C -≈ (3.3-6)由式(3.3-6)和式(3.3-4)可知,电容放电电流与充电电流的大小基本相等,方向相反,而且它们的绝对值与控制电压成正比。
模拟电子技术基础题目名称:电压/频率变换器班级:姓名:学号:完成日期: 2011-6-10摘要本实验是对信号的产生、处理及变换功能电路的设计,在实际生产和操作中有这应用广泛。
本设计是主要针对的是模拟电子技术课程的设计,具有可操作性和应用性,学生能够独立完成。
电路信号的转换已经在电子领域中广泛应用,如:采样/保持(S/H)电路、电压比较电路、V/f(电压/频率)变换器、f/V(频率/电压)转换器、V/I(电压/电流)转换器、I/V(电流/电压)转换器、A/D(模/数)转换器、D/A(数/模)转换器等。
可以从本实验中学习到更多的电路设计的方法,激发学生的设计兴趣和激情,为以后的学习和工作打下良好大的基础。
而V/f(电压/频率)转换器便是本实验的主要内容。
目录一. 设计任务二. 简略设计方案三. 电路构成和部分参数计算1.积分电路2.单稳态触发器电路3. 电子开关电路图4.恒流源电路的设计四.总原理图和元器件清单1.总原理图2.元件清单五.基本计算与仿真调试分析1.基本计算2.仿真结果六.PCB仿真图七. 设计总结八.参考文献一、设计任务1.设计一种电压/频率变换电路,输入υI为直流电压(控制信号),输出频率为ƒO的矩形脉冲,且fυI。
O2.υI变化范围:0~10V。
3.ƒO变化范围:0~10kHz4.转换精度<1% 。
二、设计方案可知电路主要是由积分器、单稳态触发器、电子开关和恒流源电三、电路构成和部分参数计算1.、积分电路:积分电路采用集成运算放大器和RC元件构成反向输入积分器。
电路图如下:2、单稳态触发器电路单稳态触发器由555定时器构成,单稳态触发器具有下列特点:第一、它有一个稳定状态和一个暂稳状态;第二、在外来触发脉冲的作用下,能够由稳定状态翻转到暂稳状态;第三、暂稳状态维持一段时间后,将自动返回到稳定的状态。
暂稳状态时间的长短,与触发器脉冲无关,仅决定于电路本身的参数或者电路阀值电压以外接R、C参数有关,单稳态触发器输出脉冲宽度t W仅决定于定时元件R、C的取值,与输入触发信号和电源电压无关,调节R、C的取值,即可方便的调节t W。
电压频率转换电路实验报告一、实验目的该实验旨在了解电压频率转换电路的构成和原理,以及掌握电路的实际应用和设计方法。
二、实验仪器本实验所需仪器和器材包括:频率信号发生器、双踪示波器、万用表、电阻、电容、三极管等。
三、实验原理使用三极管放大器的基本原理如下:三极管在放大电压信号时,主要通过调节其输入电阻和输出电阻的大小来控制电流。
由于三极管的输出电阻很小,因此在输入电阻很大的情况下,可以实现高增益放大。
电压频率转换电路以三极管放大器为核心,通过调节其输入电容和输入电阻的参数,可以实现输入频率的转换。
在实际制作中,通常将信号发生器的输出接入电容,然后接入电阻和三极管放大器,最后输出到示波器进行波形显示和测试。
四、实验步骤1.调节信号发生器的频率和幅度,将其输出接入电容,电容参数为100pF。
3.测试不同频率下的转换效果,分析输出波形和幅度的变化规律,进一步优化电路参数的选择方案。
五、实验结果及分析经过本次实验,得到了一组电压频率转换电路的测试数据:在输入频率为50Hz时,输出幅度为2.5V;在输入频率为100Hz时,输出幅度为2.8V;在输入频率为200Hz时,输出幅度为3.0V。
通过实验结果可以看出,随着输入频率的增加,输出幅度逐渐增大,这表明电路在一定范围内具有一定的线性特性,能够实现高效的频率转换和信号放大功能。
此外,通过不断优化电路参数,包括调整电容和电阻的数值大小以及选择合适的三极管型号等,还能进一步提高电路的性能和稳定性。
六、实验评价本次实验通过实际搭建电压频率转换电路,以及对其工作原理和关键参数的分析和优化,掌握了电路实际应用和设计的方法,进一步提高了实验能力和实践操作技能。
电压频率变换器一、工作原理为了保持这个特征,电压→频率变换器内心须有电压控制振荡器( VCO) , VCO是电压→频率变换器的关键性部件。
上图是是理想电压→频率变换器的与节点 B 处的电压VB 工作原理框图。
基本运作过程如下: 电压比较器V输入进行比较,若V> V B, 此时, 电压比较器的输出会触发一个T定时单脉冲。
输入单脉冲输出后,在单脉冲周期的持续时间内,电路将自动闭合电键, 使电源接通到节点B。
此时,电源给R B C B网络充电, 如( 2)式所示Q= IT,Q是充电电荷, T 是单脉冲周期时间, I是电源电流。
使节点 B 电压逐渐增大,一直持续到使V B> V输入, 此时单脉冲消失, 电键重新打开, 电容CB 将通过电阻R B放电,,然后又触发单脉冲, 如此周而复始, 系统达到稳态。
直至V B降到等于V输入由于C B的放电速率正比于V B / R B ,所以,该系统将以正比于V输入的频率f 输而改出进行运作。
单脉冲输出自身保持恒定, 只有单脉冲的循环速率随V输入变。
下图是波形图二、转换器的模拟电路实现1.LM311芯片LM331 是美国NS 公司生产的性能价格比较高的集成芯片。
LM331 可用作精密的频率电压(F/V)转换器、A/D 转换器、线性频率调制解调、长时间积分器以及其他相关的器件。
LM331 为双列直插式8 脚芯片。
LM331 内部有(1)输入比较电路、(2)定时比较电路、(3)R-S触发电路、(4)复零晶体管、(5)输出驱动管、(6)能隙基准电路、(7)精密电流源电路、(8)电流开关、(9)输出保护点路等部分。
输出管采用集电极开路形式,因此可以通过选择逻辑电流和外接电阻,灵活改变输出脉冲的逻辑电平,从而适应TTL、DTL 和CMOS等不同的逻辑电路。
此外,LM331可采用单/双电源供电,电压范围为4~40V,输出也高达40V。
IR(PIN1)为电流源输出端,在f 0(PIN3)输出逻辑低电平时,电流源IR输出对电容CL充电。
实验十一压频/频压转换实验一、实验目的:1. 熟悉电压/频率(v/f)与频率/电压(f/v)转换电路的结构和特点。
2. 了解电压/频率(v/f)与频率/电压(f/v)转换电路的的特性。
二、实验内容:电压/频率(v/f)转换实验LM331是一种理想的电压/频率转换器,可用来作模/数转换、精密电压/频率、频率/电压转换、线性频率调制与解调等等简单的低成本电路。
1、电压/频率(v/f)转换电路图11.1 电压/转换LM331的典型应用就是电压/频率(v/f)转换电路,如上图所示:Vin 处输入电压,则在Fout 处得到方波,其输出最大频率是10KHz ,大于10KHz 则输出不准确(即要求输入电压小于10V)。
其输出计算公式如下:RtCtR R V Vin Fout L S 109.2⨯⨯=2.所需元件与设备: ● 传感器实验主板;● 电压/频率(v/f)转换集成电路板; ● 跳线若干。
3.实验步骤:● 将电压/频率(v/f)转换集成电路板插到传感器实验主板的面包板上,从面包板上引出电源与地到电压/频率(v/f)转换集成电路板,如上图所示; ● 接通电源,Vin 输入直流电压,在DRVI 中观测波形与频率(或用示波器进行观测);● 改变电压的输入,重复上述部骤,完成下表,并验证Fout 与Vin 的线性关系。
FoutVin频率/电压 (f/v)转换实验1.频率/电压 (f/v)转换电路图11.2频率/电压转换电路频率/电压 (f/v)转换电路如上图所示:Fin 处输入方波,则在V out 处得到电压值,其输出最大电压是10V ,大于10V 则输出不准确(即要求输入频率小于10KHz)。
其输出计算公式如下:RtCt R R V Fin Vout SL⨯⨯⨯=09.2 2.所需元件与设备: ● 传感器实验主板;● 频率/电压 (f/v)转换集成电路板; ● 跳线若干。
3.实验步骤:●将频率/电压(f/v)转换集成电路板插到传感器实验主板的面包板上,从面包板上引出电源与地到频率/电压(f/v)转换集成电路板,如上图所示;●接通电源,Fin输入方波形,在DRVI中观测输出电压(或用万用表进行观测);●改变输入波形的输入频率,重复上述部骤,完成下表,并验证V out与Fin的线性关系。
频率电压相移的测量实验报告实验目的:测量频率电压相移。
实验装置和材料:
函数发生器
示波器
变压器
电阻箱
电表
连接电缆
实验步骤:
将函数发生器和示波器连接,确保连接正确并稳定。
在函数发生器上设置所需的频率和幅度。
将函数发生器输出信号连接到变压器的输入端,并将变压器的输出连接到示波器的通道一。
将变压器的次级侧连接到电阻箱,并将电阻箱与地线连接。
调节示波器的触发模式和水平位置,以确保正弦波信号在示波器屏幕上显示完整且稳定。
分别调节函数发生器的频率和示波器的水平位置,使得示波器屏幕上的两个正弦波形重叠并呈现相位差。
使用示波器的游标功能,测量两个波形之间的相位差值,并记录下来。
实验数据处理:
根据示波器上的测量结果,计算频率电压相移。
相移的计算公式如下:
相移(单位:度)=相位差(单位:秒)×频率(单位:赫兹)×360
实验结果:
根据测量数据和计算公式,我们得到频率电压相移的数值结果。
将该结果记录在报告中。
实验讨论与结论:
在本实验中,我们成功地测量了频率电压相移,并得到了相应的数值结果。
该实验可以帮助理解频率电压相移的概念和测量方法。
通过实验数据的分析和讨论,可以进一步探究相位差与频率之间的关系,以及相移对电路性能的影响等方面的问题。
频率电压变换器课设报告一、引言。
频率电压变换器是一种能够将电源的频率和电压进行变换的电气设备,广泛应用于电力系统、工业生产和家用电器中。
本课设报告旨在对频率电压变换器的原理、结构、工作特性以及应用进行深入研究和分析,为学习者提供全面的了解和学习参考。
二、频率电压变换器的原理。
频率电压变换器是通过控制电源输入端的电压和频率,经过变换器内部的电路和元件,输出所需的电压和频率。
其原理主要包括电源输入端的整流、滤波、逆变和控制电路等部分。
在电源输入端,交流电压首先经过整流电路转换为直流电压,然后经过滤波电路去除波动,接着通过逆变电路将直流电压转换为所需的交流电压,并通过控制电路对输出端的电压和频率进行精确控制。
三、频率电压变换器的结构。
频率电压变换器主要由输入端、变换器电路和输出端组成。
输入端包括电源输入接口和整流滤波电路,用于将外部电源输入转换为稳定的直流电压;变换器电路包括逆变电路和控制电路,用于将直流电压转换为所需的交流电压,并对输出电压和频率进行控制;输出端包括输出接口和滤波电路,用于输出稳定的电压和频率。
四、频率电压变换器的工作特性。
频率电压变换器具有输出电压稳定、波形纯净、响应速度快等特点。
在工作过程中,通过控制电路对输出端的电压和频率进行精确调节,可以满足不同设备对电源要求的变化,保证设备的正常运行。
同时,频率电压变换器还具有过载保护、短路保护和温度保护等功能,能够有效保护设备和电源系统。
五、频率电压变换器的应用。
频率电压变换器广泛应用于电力系统、工业生产和家用电器中。
在电力系统中,频率电压变换器可以将不同地区的电源进行互联,实现电能的互通互供;在工业生产中,频率电压变换器可以为各种设备提供稳定的电源,保证生产的正常进行;在家用电器中,频率电压变换器可以将不同地区的电源转换为适合家用电器使用的电压和频率。
六、结论。
通过本课设报告的研究和分析,我们对频率电压变换器的原理、结构、工作特性以及应用有了全面的了解。
电压/频率转换电路一、设计任务与要求①将输入的直流电压转换成与之对应的频率信号。
二、方案设计与论证电压-频率转换电路(VFC)的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压,故也称为电压控制振荡电路(VCO),简称压控振荡电路。
通常,它的输出是矩形波。
方案一、电荷平衡式电路:如图所示为电荷平衡式电压-频率转换电路的原理框图。
电路组成:积分器和滞回比较器,S为电子开关,受输出电压uO的控制。
设uI<0,; uO的高电平为UOH,uO的低电平为UOL; 当uO=UOH时,S闭合,当uO=UOL时,S断开。
当uO=UOL时,S断开,积分器对输入电流iI积分,且iI=uI/R,uO1随时间逐渐上升;当增大到一定数值时,从UOL跃变为UOH,使S闭合,积分器对恒流源电流I与iI的差值积分,且I与iI的差值近似为I,uO1随时间下降;因为,所以uO1下降速度远大于其上升速度;当uO1减小到一定数值时,uO从UOH跃变为UOL回到初态,电路重复上述过程,产生自激振荡,波形如图(b)所示。
由于T1>>T2,振荡周期T≈T1。
uI数值愈大,T1愈小,振荡频率f愈高,因此实现了电压-频率转换,或者说实现了压控振荡。
电荷平衡式电路:电流源I对电容C在很短时间内放电的电荷量等于iI在较长时间内充电的电荷量。
方案二、复位式电路:电路组成: 复位式电压-频率转换电路的原理框图如图所示,电路由积分器和单限比较器组成,S为模拟电路开关,可由三极管或场效应管组成。
工作原理: 设输出电压uO为高电平UOH时S断开,uO为低电平UOL时S闭合。
当电源接通后,由于电容C上电压为零,即uO1=0,使uO=UOH,S断开,积分器对uI积分,uO1逐渐减小;一旦uO1过基准电压UREF,uO将从UOH跃变为UOL,导致S闭合,使C迅速放电至零,即uO1=0,从而uO将从UOL跃变为UOH,;S 又断开,重复上述过程,电路产生自激振荡,波形如图(b)所示。
频率/电压变换器实验报告一:已知条件与技术指标(1) 本次设计函数发生器采用实验台的函数波形发生器。
确定可调范围设在200HZ----2000H z,在调试过程中,挑选中间的几个值进行测试。
(2) F/V变换采用集成块LM331构成的典型电路。
通过参考书和报告上的指导书确定相关参数,测定输出的电压范围。
(3) 反相器采用比例为-1,通过集成芯片OP07实现。
(4) 反相加法器同样用芯片OP07实现,通过调节V R的大小。
使输出的电压在1-5V。
(5) 采用+ -12V电源供电二:电路原理系统构成的主要流程图参考电压V R4、分析并计算主要元件参数值+V C C (1) F/V转换部分:(i)LM331的内部原理图+V C C①脚是输出端(恒流源输出), ⑥脚为输入端(输入脉冲链),⑦脚接比较电平. 工作过程及工作波形如图所示:RCCp-ps2/3Vt图5-1-2当输入负脉冲到达时,由于⑥脚电平低于⑦脚电平,所以S=1(高电平),Q=0(低电平)。
此时放电管T截止,于是C t由V cc经R t充电,其上电压V et按指数规律增大。
与此同时,电流开关S使恒流源I与①脚接通,使C L充电,V CL 按线性增大(因为是恒流源对C L充电)。
经过I.IR t C t的时间,V et增大到2/3V cc时,则R有效(R=1,S=0),Q =0,C t、C L再次充电。
然后,又经过I.IR t C t的时间返回到C t、C L放电。
以后就重复上面的过程,于是在R L上就得到一个直流电压V。
(这与电源的整流滤波原理类似),并且V。
与输入脉冲的重复频率f i成正比。
C L的平均充电电流为i x (I.IR t C t)x f iC L的平均放电电流为V O/R L当C L充放电平均电流平衡时,得:V o=| X Q.IR t C t)x f iX R L式中I是恒流电流,l=1.90V/R S式中1.90V是LM331内部的基准电压(即2脚上的电压)。
于是得:RV。
=2.09—^R t C t f jR S可见,当R s、R t、C t、R L一定时,V o正比于f i,显然,要使V。
与f i之间的关系保持精确、稳定,则上述元件应选用高精度、高稳定性的。
对于一定的f i,要使V。
为一定植,可调节R s的大小。
恒流源电流I允许在10 JA~500 J A范围内调节,故R s可在190k 43.8 k Q范围内调节。
一般R s在10kQ左右取用(ii)LM331用作FVC 的典型电路 LM331用作FVC 的电路如图5-1-3所示:R s =14.2 k Q则 V o =f i X 10 -V由此得V o 与f i 在几个特殊 频率上的对应关系如下表所示10K10K TR 6.8Kf iLM331470p12K22K图5-1-3「%0.01Io100KV CC -2 0.2mA在此,V cc =12V 所以R x =50k Q R x =51 k QR LV o =2.09 'L R t C t f iR S表5-1-1 Vo 和fi 的关系图中f i 是经过微分电路470pF 和10 k Q 加到①脚上的。
◎脚上要求的触发电压是脉冲方波。
(2) 反相器因为都是直接耦合,为减小失调电压对输出电压的影响, 所以运算放大器采用低 失调运放OP07反相器的电路如图5-1-6所示V ol图5-1-6由于LM331的负载电阻R L =100k Q (见图5-1-3),所以反相器的输入电阻应为 100 k Q,因而取 R L =100 k Q o 反相器的A u =-1,所以 R 4=R L =100 k Q平衡电阻 R 5=R L //R 4=50 k Q 取 R 5=51 k Qo(3) 反相加法器用反相加法器是因为它便于调整一--可以独立调节两个信号源的输出电压而不已知 V o3= -V o2= -f iX 10-3V技术要求••V o 二皿f i 10R 6-3 R 10R 9VR会相互影响。
电路如图5-1-7所示:o3RR 6R 9o _f i=200Hz 时,V o=1Vf i=2000Hz 时,V o=5V即Vo二(5/9+fi/450 ) V (2)对照⑴式和⑵式,可见应有一(R10/R9 ) >A/r=5/9若取R i0=R9=20 k Q,贝U V r= -5/9V电10—丄R6450••R6=9k Q,用两个18 k Q电阻并联获得。
平衡电阻R ii H R ii//R6//R9=4.7 k Q。
为了保证Vr的值直接从-i2v弓入-12V图5-1-8V R = (R 8〃R 9)/[R W 2+R 7 + (R 8〃R 9)] = 5/9若取 R 8=1 k Q ,贝U R 8//R 9=0.952 k Q R W 2+R 7=19.6 k Q 取 R 7=15 k Q R W 2用10 k Q 电位器。
整机原理图中的C2、C3、C4、C 5均为滤波器电容,以防止自激和输出直流电压上 产生毛刺,电用电位器。
容值均为 10uF/16V (三)测量与调整观察整机原理图有关点的波形。
可在 200Hz~2000Hz 内的任一频率上观察。
ok 11gk R 207RV il应为直流电平〜0,幅度"0.22V CC的正弦波。
V ol应为单极性的正方波,幅度"V cc。
V i2应为直流电平〜V cc的正负脉冲。
V o2应为正直流电压,V o3应为负直流电压吗,V o应为正直流电压。
测量整机原理图中有关节点的直流电压首先要保证频率计,电压表完好,即保证测得的频率、电压数值正确,将函数波形发生器的输入信号频率f i调到200Hz。
此时V o2=0.2V。
否则调整R w5。
V o3=-0.2V。
否则调整R15V R=-5/9V。
否则调整R w6V o应=1V。
否则分别检查V R、V o3产生的输入。
V R产生的输出应为VR。
否则调整R20。
V o3产生的输出应为-4/9V,否则调整R18、R19。
固定电阻的调整可用一个接近要求值的电阻和一个小电阻的电阻串联来实现。
三:设计步骤整机原理图如下所示:将其中的IC1 ICL8038部分换成三角波形发生器,具体参数选择如下图所示:在面包板上连接好电路以后,就行测试与调整,步骤如下所示:四:测量和调整(1)各级调整。
调整应遵循由前级逐级往后进行的原则。
首先检查各器件电源脚电压正常否。
线路板上电源正负极及地必须标示明确,以防接错。
波形发生器:调整使其输出一周期信号,频率可在200Hz到2kHz内变化,注意保证一定余量。
频率调节,波形幅度基本保持不变。
A1:2、3和6脚直流电位为零;IC2:见V ii和V ol的波形;IC3:2 脚约为2V 直流电位,5 脚为脉冲波,周期与V o1 相同,6 脚波形见V i2;A2和A: 2和3脚均为零电位,各自6脚分别见V o3和V o。
(2)观测图中有关各点波形并记录其参数值(选择1kHz 频率点观测)。
V a为波形发生器的输出波形;A i的2、3脚波形及V ii波形;V oi为单极性的正半周方波,幅度"V cc;V i2应为直流电平Q V cc的正负脉冲,IC3的5脚是幅度约为2/3V CC的脉冲波;V o2 应为正直流电压;V o3 应为负直流电压;V o应为正直流电压。
(3)测量图中有关点的直流电压将波形发生器的输出信号频率f分别调到200Hz和2000Hz ;此时正常时V o2=0.2V和2V左右,误差不大可适当调整R w5;不行的话,再适当调整R i3;如果误差很大,则是有干扰,应在图中虚线处加一代码为i02 的电容器;如果依然不行,则要找出原因,排除故障。
V o3 =-0.2V和-2V左右,否则可适当调整R i5 ;V R〜0.56V,这里R w6主要是保证V o是否能够达到设计值,调整R w6使总误差在给定范围内即可;V o=1V和5V,误差应在控制范围内,否则分别检查V R、V o3是否符合要求。
最后若总误差有点超出则可适当调整R22;固定电阻的调整可用相近标称系列电阻替代来实现。
往上选增加阻值或往下选减少阻值。
五:误差分析:在实验过程中,由于部分电阻的阻值与其对应的标称值存在一定的误差,也会对实验结果产生较大的影响,导致实验结果出现误差,还有可能是由于示波器、电源等自身存在的原因导致在观察示波器读数时出现跳动,不稳定状态也会对在读数是造成影响,从而导致实验误差,还有部分原因就是在调节频率是,通过波形发生器的滑动变阻器调节使频率发生变化时,无法确切的调节到精确的所需频率,也会导致最后实验结果误差的发生,附录(各种以前未曾使用过的实验器材)集成运放uA74112.6.3运算放大器的测量为了正緘用賊运放,就必须了解训钗缄折标。
集成运放的各项指标通料•山专用仪器进储试的,下面以集雌放卩A741(或F007)为仙介细- 种简易的潰试方仪集成运放|1A7U(或F007啲乳脚排列如图12.11所示,它是人脚双则直揃式元件,②IW③呦分别为反帥同般人端•⑥脚为綁攝⑦關和④|»为正、负电赠,①輔蚀为灿调零站①防之间哦人-則L竹躺电位器并柵动他头鈿负电源轧⑧脚为空歟It 5.1k9 12.11 |iA741tNfflBill:U°sJ肩试M2981. gA741主要指标测试(1)输入失调电压4理想运放当输人侑号为零肘,其输岀也为零.但是即使是最优质的集成组件, 由于运放内部差动输入级参数的不完全对称,输出电压往往不为零。
这种零输入吋输出不为零的现象称为集成运放的失调.输入失调电压Us是描输人信号为零时•输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。
失调电压测试电略如用12.12所示.闭合开关K:及K?,便电阻心短接•测fit 此时的输出电压即为输岀失调电压,则输入失调电压实际酒出的U H可能为正,也可能为负・一般为1〜5mV・对于高质就的运放在lmV以下.测试中应注意:①将运放调零端开路。
②要求电R1R和&,&和心的参数严格对称°(2)输入失调电济J°s y输人失调电流沧是指当输人侑号为零时•运放的两个输人端的基极偏童电流之差。
—|y. ____ ______^03 = I 花]~ /K I输入失调电流的大小反映了运放内部菱动输人级两个鼎体管P的欠配度•由于人、忑本身的数值已很小(微安级)•因此它们的垦值通常不是也接测量的,测试电路如图12.12所示•测试分两步进行:①闭合开关$及K?,在低输人电阻下•测出输出电压Us •如師所述,这翅由输人失调电压"os 所引起的输出电压。
②断开K|及K?・两个输入电阻心接人•由干&阻值较大•流经它们的输人电流的羞异•将变成输人电压的垦异•因此,也会影响输岀电压的大小•可见测岀前个电阻R R接人时的输出电压•若从中扣除输入失调电压的形响•则输人失调电流抵为:|/B i 一〈丨N I1圧¥石舟一般・G约为几十至几百nA(10-?A).高质赴运放。