电子电路实验报告北邮.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电子电路实验报告北邮.精品文档.指数运算电路的设计与实现摘要：指数放大电路由对数放大器和反对数放大器及温度补偿电路构成。首先进行主要单元电路的设计，在实际应用中，基于二极管PN节的指数伏安特性实现对数反对数运算，用三极管替代PN节以增加集电极电流动态运用范围。同时引入运算放大器，利用其方向端的“虚地特性”把PN节上的电压电流关系转化为电路的输入输出电压关系。由于晶体管的相关参数 ，是温度函数，其运算精度受温度影响较大，故加上温度补偿电路。关键词：对数放大电路，反对数放大电路，温度补偿电路，指数放大电路，调试一、设计任务要求：设计实现一个指数运

2、算电路，要求电路的输入输出满足指数运算关系。1、基本要求（1） 本实验要求K=2或K=3（2） 电路的输入阻抗100K。（3） 输入信号幅度为02V（4） 设计该电路的电源电路（不要求实际搭建）2、提高要求 （1）可以手动的选取不同的K值，并用数码管显示K值。（2）在指数运算电路的基础上进一步实现乘法，除法，乘方，开方等电路（3）其他设计、解决与功能扩展方案。二、设计思路及总体结构框图1、设计思路：利用二极管的PN结的指数型伏安特性，实现对数运算。通过电阻与晶体管位置的互换实现反对数运算电路。加入温度补偿电路，消除温度对三极管参数的影响。同时由电路特性确定电路中的电阻值，使之满足100k2、系

3、统组成框图如图所示，指数运算电路由对数放大器，放对数放大器及温度补偿电路三部分构成。温度补偿电路反对数放大电路对数放大电路温度补偿电路基本数学推导: 两边取对数: 调整相关参数使B=1 即3、主要单元电路设计（1）基本对数放大器由图可知，晶体管集电极电流为又因为 =，所以 =-从而得出注意：在该电路中，0且输出电压不能超过0.7V以使晶体管处于放大导通状态；此外，都是温度的函数，其运算结果受温度影响很大，所以需用对管消除的影响；用温度补偿电路消除的温度影响。（2）加温度补偿的对数放大器图中:A1 ,TI 组成基本运算电路.A2 ,T2组成温度补偿电路TI, T2两管的集电极电流分别为:T2的基

4、极电位为: 忽略T2的基极电流, 则选择TI, T2两管参数对称,则这样,利用TI, T2两管特性的一致性,可将的影响消除。（3）反对数放大器由二极管特性可知： 同对数运算电路一样,为了消除温度对运算精度的影响,也要进行温度补偿有关方面的物理解释是相似的,无需重复。需要注意的是对数放大器和反对数放大器的二极管,必须工作在正向偏压下,因此输入信号只能是单极性的。4、指数运算放大电路同样，T3、T4选用特性一致的三极管，则：忽略T3基极电流，则：要实现，取，则R12=R15=100K，R6=R9=1.5M。所以，。其中，K=，取R1=R4=1K，R2=4.55K，R3=15.7K。则K=3.009

5、，。DXP最终绘图：三、所实现功能说明1、实现的功能:测量电路板中所用电阻的真实阻值，输入大小为0-2V的正弦波，最终输入输出的李萨如图为标准的指数上升曲线。以下是我连的电路图红色连接+15V，黑色接地，绿色接-15V，蓝色为连接导线实验结果如下所示：输入信号峰峰值为1V时：输入信号峰峰值2V时：2、调试过程连接电路，调节函数信号发生器，输入峰峰值为1V的正弦波，调节直流分量至0.5V，调节示波器，对对数和反对数电路进行分级调试。3、实验所测数据第一组：VPP=0.8V，直流分量=0.4V放大器12345678A114.68V-3.58MV0.42MV-14.32V153.5MV0.801V1

6、4.70V14.68VA214.66V-0.46MV100MV-14.29V9.98MV-0.50V14.78V14.67VA314.68V-0.78V-0.79MV-14.28V-10.99MV-0.450V14.73V14.68VA414.67VO.1MV0MV-14.11V-48.1MV142.4MV14.75V14.71V晶体管ebcT1-0.427V0.49MV-2.1MVT2-0.483V30.28MV-0.3MVT3-0.89MV90.1MV-0.43VT40MV0.47MV-0.429V第二组：VPP=0.6V，直流分量=0.3V放大器12345678A114.64V-0.29

7、MV0.28MV-14.21V-14.48MV0.749V14.52V14.44VA214.68V-0.47MV-0.58MV-13.90V-23.9MV-0.49V14.67V14.60VA314.67V-0.82MV-0.57MV-13.70V-14.53MV-0.404V14.67V14.54VA414.640.5MV-0.51V-13.70V-9.8MV11.7MV14.74V14.56V晶体管ebcT1-0.479v0.9mv-2.87mvT2-0.479v38.7mv1.01mvT3-0.49mv110.7mv-0.41vT40.28mv2.5mv-0.41v四、故障及问题分析1、

8、检查电路连接是否正确，是否多线少线以及短路等。2、在实验开始要检查设备是否完好，一些设备可能存在一些问题，因此为了实验更加准确，在每次实验之前都应检查设备。3、在一开始的时候使用三角波的时候由于无法给其加直流分量，致使输入信号有正负两端，且在负值处由于三极管处于截止状态未在放大状态，致使输出结果基本为一稳定的电压值，后来改用了正弦波之后不存在该问题，但是线性效果不好。4、刚一开始按照书上所给的参照电路连接的，一直无法出来波形，经测量发现三极管是截止的，与原理中的三极管处于导通状态不符。解决方法：查找了相关资料并对照了讲义所给的参考电路找到了不同之处重新修改了电路。5、电路连好之后，对电路进行分

9、级测试时，发现A1，A2的六管脚处均有波形输出，但是一到A3就变成一条直线了，反复多次都是如此， 解决方法： 运用排除法，分别测试T1，T2,T3各处的输出波形，发现在T3集电极处还有波形，但是经过电阻R11后波形就消失了，于是我分析得出结论，应是反对数放大电路的温度补偿电路部分存在问题，经过检查，发现放大器2管脚与三极管发射极之间的导线缺失，连上之后便出现了波形。6、在出现了波形之后，虽然有指数的形态，但是线条非常粗，毛刺很大。 解决方法： 在A4的2,6管脚之间加了一个电容滤除了高频成分，得出了比较清晰的波形。7、在一开始的时候电路所得的输出电压不是很准确，偏离程度较大 解决方法： 测量了

10、输入电压的准确值，将其准确调整到15V8、波形调稳定之后输入数据测量时发现，当输入峰峰值是2V时，输出不是准确的8V而是比8V多一点。经过分析此实验的原理，发现K=，而电阻的选择使K值并不是严格的3，而有一定的误差。并且在实验之前对电阻的准确值进行测量时有些电阻的阻值并不是严格按照所设定的电阻值，这也是后的结果与理论不对应的一方面原因。五、总结和结论：1、经过本次实验，提高了自己的动手能力以及独立分析解决问题的能力。2、做实验时一定要尊重客观事实，例如在本次实验中，所用到的电阻R3并没有15.7K，虽然在连电路前测量发现电阻在15.89K左右，但是没有尊重事实画出实际电路图，导致最后不能很好的

11、解释实验结果与理论值的不一样，也不能正确解释同组同学结果差别较大的原因。3、在画图或者是连电路的时候合理布局是很重要的，这样可以减小误差，使得实验结果更加准确。4、通过本次实验对滤波电容有了进一步深刻的认识，将以前课本上的理论知识用于了实际。5、在本次实验中我也进一步的了解了对数以及反对数运算器，同时也了解到了在实验中温度等的影响对实验结果的重要性。6、在本次实验中认识到了团队合作的重要性，遇到问题在自己进入死胡同之后队友的帮助是很重要的。7、在实验中一定要耐心细心，一个电路可能连很多遍，但是每次都要有耐心，不能用因为一次的失败就不在探究下去了，这对我们以后的发展是十分不利的， 总之，这学期的

12、实验和上学期的相比有了很大的不同，一个实验中可能要用到很多知识点以及操作调试技巧。对待实验，一定要抱有严谨客观的态度，尊重客观事实。同时，通过这次实验也让我们认识到了自己理论知识方面的不足，动手能力有待提高。六、Protel绘制的原理图七、所用元器件及测试仪表清单1所用元器件名称数量电阻1.5 M4个电阻100 K4个电阻 2 K2个电阻 1K2个电阻 4.55K1个电阻16K1个电容300pF1个电容 150pF2个电容 30pF3个集成运算放大器OP074个三极管80504个导线若干2、仪器列表名称数量数字式万用表1台直流稳压电源1台示波器1台晶体管毫伏表1台函数信号发生器1台八、参考文献电子测量与电子电路实践