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反向积分电路设计
模拟电子技术课程设计报告书
课题名称 反向积分电路设计 姓 名 学 号 院、系、部 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程专业 指导教师
2011年 12 月 12日
1. 设计一个将方波电源变为三角波的反向积分电路。
2. 总电路由一个过零比较器电路和一个反向积分电路组成。
3. 利用示波器全程跟踪波形变化。
4. 设计电路时,选择适当的电路元件,以使仿真波形更加清晰。
5. 采用Multisim10.进行仿真,验证和完善设计方案。
指导教师签名:
2011 年12月 日
指导教师签名:
2011年 12 月 日
验收盖章
2011年12月1 设计目的
掌握过零电压比较器和反向积分电路的特性及原理。
2 设计思路
(1)设计一个过零电压比较器产生一个方波。
(2)将上面产生的方波作为电源,设计一个反向积分电路。
(3)将已经选择好的各部分电路组合使之构成完整的电路图。(4)利用multisin10.0仿真,观察波形变化。
3 设计过程
电压比较器是一种用来比较输入信号vi和参考电压Vref的电路,电路如图1所示,图中符号C表示比较器,它在实际应用时最重要的两个动态参数是灵敏度和响应时间。此设计中选用过零比较器,即图中Vref=0时的电路。
图1 电压比较器电路
积分是一中常见的数学运算,这里所讨论的是模拟积分。电路如图2 所示,利用虚地和虚断的概念n=0,1=0,因此有1=i2=i,电容器C以电流i1=v1/R进行充电。假设C初始电压C(0)=0,则
N-vO=1/C∫i1dt=1/C∫v1/Rdt
v0=-1/(RC)∫v1dt
上式表明,输出电压v0为输入电压v1对时间的积分,负号表示它们在相位上是相反的。
图2 反向积分电路
3.3总电路设计图
将3.1比较器电路和3.2反向积分电路组装起来的总电路如图3所示,该电路用的是低频率电源,目的是减小积分后波形失真,在这里,我所选的频率是1Hz图3 总电路设计图
4 仿真结果
(1)在Multisim10.0中按照图3总电路设计图组装电路。
(2)接通开关,待电路稳定后,再进行以下步骤。
(3)观察示波器XSC1中波形图如图4所示,红色波形为电源波形,黄色波形为经过电压比较器后波形,如图可知:正弦电压源产生的正弦波经过过零比较器,产生了一个方波,这个方波的周期与原正弦波周期一致。电压波动幅度为VCC-VDD。图4 经过电压比较器前后波形图(4)观察示波器XSC2中波形如图5,红色波形为积分前波形(即电压比较器产生的波形),黄色波形为积分后的波形,不难看出,经过积分电路后波形基本符合积分规律。所以,该电路可以用来分析积分特性,通过观察,不难发现该电路亦可以用来产生三角波电。
图5 经过反向积分电路前后波形图
5主要仪器与设备
交流电压源一个(1hz,2V);
一个电容(1uF,1uF);
一个电阻(R=100K欧姆);
两个个示波器(XSC1,XSC2);
四个直流电压源(Vcc=5V,VDD-5V,V1=15V,V2=15V);
6设计体会与建议
6.1设计体会
在电路设计过程中,我发现现在我们所学的知识还是远远不足以解决实际问题的,在以后的学习中应该多注重联系实际。
6.2对设计的建议
在使用仿真程序Multisim10.0进行仿真时还存在很多问题,望老师多多指导。
参考文献
康光华.电子技术基础(模拟部分).北京:高等教育出版社,2006
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