课程名称:电工电子学实验 指导老师: 实验名称:集成运算放大器及应用(二)波形发生及脉宽调制
一、实验目的
1.掌握用集成运放构成的方波、三角波发生器的工作原理和性能。
2.了解压控脉宽调制电路的组成和工作原理。
二、主要仪器设备
1.XJ4318型双踪示波器
2.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源
3.MDZ-2型模拟电子技术实验箱
4.运放、时基电路实验板
5.万用表
三、实验内容
图13-1
1.波形发生电路
(1)按图13-1连接A1和A2二级电路,将电位器RP1的滑动头调至最右端(即RP1=0),用双踪示波器同时观察并记录uo1及uo2的波形。注意两个波形的相位,将波形画在时间轴取值一致并对齐的两个坐标系内,以便分析工作原理。测量并记录uo1和uo2的频率及幅值。
(2)保持RP1=0、R2=100kΩ不变,将R1改为51kΩ,重复1)的实验内容。
(3)保持R1=R2=100kΩ,调节电位器RP1,重复1)的实验内容。
实验(1)
实验(2)
实验(3)
以上图形由示波器保存数据绘制,具体讯息如下:
其中X轴数据显示不便,未在图中显示,具体周期数值可以参考以下数据记录表
数据记录表:
2.脉宽调制电路
保持R1=R2=100kΩ,RP1=0。
(1)按图13-1连接好A3组成的脉宽调制电路。
(2)把uo2作为脉宽调制电路的输入电压,根据表13-1改变参考电压UR值完成各项内容的测试。(注意:URmax和URmin是指在保证有uo3波形的情况下,UR的最大调节范围)
表13-1
四、实验总结
1.将波形发生电路中的实测值与理论估算值相比较并讨论结果。
由于uo1的幅值没有已知的数据可以计算,而又因其周期与uo2(理论值和实验值都)完全相同,因此此处只对uo2进行实验值与理论值的比较。
理论值计算公式:
uo2=UzR1/R2
T=4RfCfR1/R2
(其中Uz的理论值使用uo1相应的幅值计算)
据上表可见,各组实验值与理论值都有一定的差距,分析原因如下:
不难发现,此中存在系统误差,使得实验值比理论值都偏大0.3~0.4ms;可能是因为电容或电阻RfR1的实际值比标称值大,或者R2偏小,这些情况都有可能使得系统误差产生。但是如果是这原因,偏差的百分比应当相对固定(相对误差波动小),而实际情况是绝对误差波动较小,那么可能是电路中存在的其他的系统误差。
另外也不排除实验中各次测量的随机误差。
2.画出实验中各点波形。
波形如上文。
3.整理分析测试结果。
数据整理见上文中的各个环节,不难发现,实验(1)、(2)、(3)中存在系统误差,使得实验值比理论值都偏大0.3~0.4ms;可能是因为电容或电阻RfR1的实际值比标称值大,或者R2偏小,这些情况都有可能使得系统误差产生。但是如果是这原因,偏差的百分比应当相对固定(相对误差波动小),而实际情况是绝对误差波动较小,那么可能是电路中存在的其他的系统误差。
另外也不排除实验中各次测量的随机误差。
在后一大实验中,所得到的图形基本与理论相吻合,实验结果较为理想。
五、心得体会
本次实验的最让我有收获的点在于自己探索示波器的使用,并且成功地将数据保存到了自己的U盘中,使得时候的图形绘制方便很多,并且其采样数也是相当之多,绘制起来十分精确;
另外也建议老师能够给大多数同学提醒、讲解示波器的此功能,使得同学们对现代仪器的认识、使用更进一层楼。
实验报告
课程名称:_______________________________指导老师:________________成绩:__________________
实验名称:_______________________________实验类型:________________同组学生姓名:__________
一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
实验名称:_______________________________姓名:________________学号:__________________
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