积分电路和微分电路的设计实验报告

一、实验目的

本实验旨在通过设计积分电路和微分电路，掌握基本的积分和微分电路的原理、设计方法和实验技能，加深对模拟电子技术的理解。

二、实验器材 1.双踪示波器 2.函数信号发生器 3.直流稳压电源 4.万用表

5.集成运放（LM741）

三、积分电路设计实验

1.原理简介：积分电路是一种能够将输入信号进行积分运算的电路，通常由一个运放、一个电容和一个反馈电阻组成。在输入信号为正弦波时，输出信号为余弦波，并且幅度随时间增加而增大。

2.设计步骤：

（1）选择合适的运放：本次实验选用LM741运放。

（2）确定反馈电阻Rf：根据公式Rf=1/(2πfC)，其中f为输入信号频率，C为选定的电容值。本次实验选用C=0.01μF，当输入频率为

1kHz时，计算得到Rf=15.92kΩ。

（3）确定输入阻抗Rin：为了保证输入信号不被积分电路影响，需要满足Rin>>Rf。本次实验选用Rin=1MΩ。

（4）确定电源电压：根据运放数据手册，LM741的最大工作电压为±18V。本次实验选用±15V的直流稳压电源。

3.实验步骤：

（1）按照上述设计步骤连接电路图，并接通电源。

（2）调节函数信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为2V。 （3）使用双踪示波器观察输入和输出信号波形，并记录数据。 （4）更改输入信号频率和幅度，重复步骤（2）和（3），记录数据。

4.实验结果分析：

根据实验记录的数据，可以得到输入和输出信号的波形图。当输入为正弦波时，输出为余弦波，并且幅度随时间增加而增大。当输入频率增加时，输出幅度也相应增加；当输入幅度增加时，输出幅度也相应增加。

五、微分电路设计实验

1.原理简介：微分电路是一种能够将输入信号进行微分运算的电路，通常由一个运放、一个电阻和一个反馈电容组成。在输入信号为正弦波时，输出信号为余弦波，并且幅度随时间减小而减小。

2.设计步骤：

（1）选择合适的运放：本次实验选用LM741运放。

（2）确定反馈电容Cf：根据公式Cf=1/(2πfR)，其中f为输入信号频率，R为选定的电阻值。本次实验选用R=10kΩ，当输入频率为1kHz时，计算得到Cf=15.92nF。

（3）确定输入阻抗Rin：为了保证输入信号不被微分电路影响，需要满足Rin>>R。本次实验选用Rin=1MΩ。

（4）确定电源电压：根据运放数据手册，LM741的最大工作电压为±18V。本次实验选用±15V的直流稳压电源。

3.实验步骤：

（1）按照上述设计步骤连接电路图，并接通电源。

（2）调节函数信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为2V。 （3）使用双踪示波器观察输入和输出信号波形，并记录数据。 （4）更改输入信号频率和幅度，重复步骤（2）和（3），记录数据。

4.实验结果分析：

根据实验记录的数据，可以得到输入和输出信号的波形图。当输入为正弦波时，输出为余弦波，并且幅度随时间减小而减小。当输入频率增加时，输出幅度也相应减小；当输入幅度增加时，输出幅度也相应减小。

六、实验结论

通过本次实验，我们掌握了积分电路和微分电路的基本原理、设计方法和实验技能。在实现积分和微分运算的过程中，需要根据输入信号的频率和幅度选择合适的电容、电阻和运放，并保证输入阻抗足够大以避免对输入信号造成影响。同时，在实验过程中需要注意测量仪器的精度和正确使用方法，以确保实验数据的准确性。