課程名稱： 模擬電子技術基礎實驗指導老師： 蔡忠法成績
實驗名稱： 基本運算電路設計
一、實驗目的
1. 掌握整合運放組成的比例、加法和積分等基本運算電路的設計。
2. 掌握基本運算電路的除錯方法。
3. 學習整合運算放大器的實際應用。
二、實驗器材
1. 示波器、訊號發生器、萬用表。
2. 運算電路實驗電路板。
3. lm324（或μa741）、電阻電容等元件。
三、實驗內容
1. 實現反相加法運算電路
2. 實現反相減法運算電路
3. 用積分電路將方波轉換為三角波
4. 同相比例運算電路的電壓傳輸特性（選做）
5. 檢視積分電路的輸出軌跡（選做）
四、實驗電路與原理
1. 實現反相加法運算電路
實驗電路（**電路圖）：
**結果：
2. 實現反相減法運算電路
實驗電路（**電路圖）：
**結果：
3. 用積分電路將方波轉換為三角波
實驗電路（**電路圖）：
**結果：
tptp=t
tp>t
五、實驗步驟和實驗結果
1. 實現反相加法運算電路
實驗步驟：
1) 按設計的運算電路進行連線。
2) 靜態測試：將輸入接地，測試直流輸出電壓。保證零輸入時電路為零輸出。
3) 調出0.2v三角波和0.5v方波（sync端輸出通過電位器分壓），送示波器驗證。
4) vs1輸入0.2v三角波，vs2輸入0.5v方波，用示波器雙蹤觀察輸入和輸出波形，確認電路功能正確。記錄示波器波形（座標對齊，註明幅值）。
實驗結果記錄：
實驗結果分析：vo最大值為2v，最小值為7v，符合要求，所設計電路為反相加法運算電路。
2. 實現反相減法運算電路
實驗步驟：
1) 按設計的運算電路進行連線。
2) 靜態測試：輸入接地，保證零輸入時為零輸出。
3)從訊號發生器輸出vs1和vs2正弦波，用示波器雙蹤觀察輸入正弦波，確認頻率、幅值、相位都正確。
4) 用示波器觀察輸出波形，確認電路功能正確，測出輸出幅值，記到**中。
實驗結果記錄：
示波器波形（可選）：
毫伏表測量資料：
實驗結果分析：實驗結果與預期值相同，所設計電路為反相減法運算電路。
3. 用積分電路將方波轉換為三角波
實驗步驟：
1) 連線積分電路，加入方波訊號。
2) 選擇頻率，使tp <<τ2，用示波器觀察輸出和輸入波形，記錄線性情況和幅度。
3) 改變方波頻率，使tp≈τ2，觀察並記錄輸出波形的線性情況和幅度的變化。
4) 改變方波頻率，使tp >>τ2，觀察並記錄輸出波形的線性情況和幅度的變化。
實驗結果記錄：
實驗結果分析：可見tp<<τ時，vo波形線性度很好；當tp ≈τ時，vo波形線性度有所下降；可見tp >>τ時，vo波形已發生畸變。
六、思考與討論
1. 在基本運算電路實驗中，應如何選擇輸入訊號的幅度？
綜合考慮放大倍數要求和最大不失真輸出電壓，反相加法時方波0.5v正弦波0.2v。反向減法式，輸入電壓在0到1v間，方波變換為三角波輸入電壓也在0到1v之間。
2. 實驗中，若測得運放靜態輸出電壓為+14v，其根本原因是什麼？應如何進一步除錯？
可能是沒有構成負反饋，輸入電阻與反饋電阻斷開。此時應檢查線路是否接錯，元件是否出現問題，然後再測量靜態輸出，為零後再加入訊號。
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