1.实验目的
（2）熟悉积分微分电路的特点及性能。
2.实验设备
（1）数字双踪示波器；
（2）数字万用表；
（3）信号发生器；
（4）TPE－A5Ⅱ型模拟电路实验箱。
3.预习要求
（1）分析图5.23电路，若输入正弦波，uo与ui相位差是多少？当输入信号为100Hz正弦波，有效值为2V时，uo＝？
（2）分析图5.23所示电路，若输入方波，uo与ui相位差多少？当输入信号为160Hz方波，幅值为1V时，输出uo＝？
（3）拟定实验步骤，做好记录表格。
4.实验内容
（1）积分电路
实验电路如图5.23所示。
图5.23 积分实验电路
反相积分电路：
。实用电路中为防止低频信号增益过大，往往在积分电容两边并联一个电阻Rf，它可以减少运放的直流偏移，但也会影响积分的线性关系，一般取Rf≫R1＝R2。
①取ui＝－1V，断开开关S（开关S用一连线代替，拔出连线一端作为断开），用示波器观察uo变化。
②测量饱和输出电压及有效积分时间。uo直线上升，大约在1.1s时间内输出饱和电压11.4V。
③把图5.23所示中积分电容改为0.1μF，在积分电容两端并接100kΩ电阻，断开S，ui分别输入频率为100Hz、幅值为±1V（uP－P＝2V）的正弦波和方波信号，观察和比较ui与uo的幅值大小及相位关系，并记录波形。
当输入100Hz、uP－P＝2V的方波时，根据反向积分法则产生三角波。当方波为－uZ时，三角波处于上升沿，反之处于下降沿，输出三角波的峰峰值为
。当不加上Rf时，示波器观察输出三角波往往出现失真，此时使用直流输入观察就会发现，三角波的中心横轴大约在＋10V或－10V的地方，因为直流偏移太大，所以输出会产生失真。在电容两端并上大电位器，调节它在500kΩ～1MΩ的范围，可以观察到不失真的三角波，峰峰值为5V，此时仍有一定的直流偏移。当并上Rf＝100kΩ时，直流偏移在1V以下，但输出三角波已经变成近似积分波，幅值也有所下降。(www.xing528.com)
当输入100Hz、uP－P＝2V的正弦波时，有ui＝1cos（100·2πt），根据积分公式有uo≈－1.59sin（100·2πt）。因此输出波形的相位比输入波形的相位超前90°。当不加上Rf时，示波器观察输出正弦波往往出现切割失真，同样是直流偏移太大的原因。在电容两端并上大电位器，调节它在500kΩ～1MΩ的范围，可以观察到不失真的波形，峰峰值约为3.2V，此时仍有一定的直流偏移。当并上Rf＝100kΩ时，直流偏移在1V以下，幅值也有所下降。
④改变信号频率（20～400Hz），观察ui与uo的相位、幅值及波形的变化。当改变信号频率时，输出信号的波形、相位不变，幅值随着频率的上升而下降。
（2）微分电路
实验电路如图5.24所示。
图5.24 微分实验电路
由微分电路的理想分析得到公式：
但对于图5.24所示电路，对于阶跃变化的信号或是脉冲式大幅值干扰，都会使运放内部放大管进入饱和或截止状态，以至于即使信号消失也不能回到放大区，形成堵塞现象，使电路无法工作。同时由于反馈网络为滞后环节，它与集成运放内部滞后环节相叠加，易产生自激震荡，从而使电路不稳定。为解决以上问题，可在输入端串联一个小电阻R1，以限制输入电流和高频增益，消除自激。以上改进是针对阶跃信号（方波、矩形波）或脉冲波形，对于连续变化的正弦波，除非频率过高不必使用，当加入电阻R1时，电路输出为近似微分关系。
①输入正弦波信号，f＝160Hz，有效值为1V，用示波器观察ui与uo波形并测量输出电压。
②改变正弦波频率（20～400Hz），观察ui与uo的相位、幅值变化情况并记录。
③输入方波信号，f＝200Hz，u＝±200mV（uP－P＝400mV），在微分电容左端接入400Ω左右的电阻（通过调节1kΩ电位器得到），用示波器观察uo波形。
④输入方波信号，f＝200Hz，u＝±200mV（uP－P＝400mV），调节微分电容左端接入的电位器（1kΩ），观察ui与uo幅值及波形的变化情况并记录。
不接入电阻时：当输入方波从－uZ上升到uZ时，输出先产生一个饱和负脉冲（－11V左右），负脉冲回到零开始震荡，震荡的幅值越来越低，最后归零；当输入方波从uZ下降到－uZ时，输出波形相反，这是电路自激震荡产生的。
接入电位器，逐渐加大电阻，震荡的幅值减小，观察到震荡的次数也减小。当电阻为400Ω时，输出波形为幅值大约8.8V的正负脉冲。
5.实验报告要求
（1）绘出实验原理电路图，标明实验的元件参数。
（2）整理实验中的数据及波形，总结积分、微分电路特点。
（3）分析实验结果与理论计算的误差原因。
（4）完成积分与微分电路调测实验报告，如表5.7所示。
表5.7 模拟电子技术实验报告十三：积分与微分电路调测
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