文档介绍：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
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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
【摘要】：本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片 LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块
均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
【关键字】：运算放大器 LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器
一、设计任务
使用一片通用四运放芯片 LM324 组成电路框图见图 1（a），实现下述功能：
使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加
入由自制振荡器产生的信号 uo1， uo1 如图 1（ b）所示， T1= ，允许 T1 有± 5%的误差。
（a）
（b）
图中要求加法器的输出电压 ui2=10ui1+uo1 。ui2 经选频滤波器滤除 uo1 频率分量，选
出 f0 信号为 uo2，uo2 为峰峰值等于 9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。 uo2 信号再经比较器后在 1kΩ 负载上得到峰峰值为 2V 的输出电压 uo3。
电源只能选用 +12V 和 +5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留 ui1 、ui2 、uo1、 uo2 和 uo3 的测试端子。
二、设计方案
1、三角波发生器
由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，
而 LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。电路仿真如下图所示：
2、加法器
由于加法器输出 ui 2 10ui1 uo1 ，根据《模拟电子技术》书上内容采用求和电路，电路如
下所示：
3、滤波器
由于正弦波信号 ui1 的频率为 500Hz，三角波 uo1 的频率为 2KHz，滤波器需要滤除 uo1 ，所
以采用二阶的有源低通滤波器。电路仿真如下图：
4、比较器
由于单门限电压比较器的抗干扰能力差，所以采用迟滞比较器，电路仿真如图所示：
三、电路设计及理论分析 :
1、总电路图 :
2、三角波发生器：
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集成运算放大器的应用实验报告
根据 RC充放电过渡过程的分析，电容电压编号应符合下面公式式中 UC(0) 初始电压；充电终了电压 ; 充电时间常数。解方程式可得
所以该电路振荡周期有，C 和决定，改变这些元件参数可以调节方波的周期。
由要求可知，电路的输出波形应为三角波，峰值为 2V，振荡周期为。
电路振荡周期为
3、加法器：
加法