积分电路与微分电路.docVIP

积分电路与微分电路 一、设计目的及要求： （1）进一步掌握微分电路和积分电路的相关知识。 （2）学会用运算放大器组成积分微分电路。 （3）设计一个RC微分电路，将方波变换成尖脉冲波。 （4）设计一个RC积分电路，将方波变换成三角波。 （5）进一步学习和熟悉Multisim软件的使用。 二、实验仪器 装有Mutisim软件的计算机一台 三、实验原理 1.微分电路 在脉冲电路里，微分电路是一种常用的波形变换电路。可将矩形脉冲（方波）电压变换成尖脉冲波电压。见图1所示是一种最简单的微分电路，是一个对时间常数有一定要求的RC串联分压电路。当电路时间常数远小于输入的矩形脉冲宽度T0时，则在脉冲作用的时间T0内，电容器暂态过程可以认为早已结束，于是暂态电流或电阻上的输入电压就是一个正向尖脉冲，如图2所示。在矩形脉冲结束时，输入电压调至零，电容器放电。放电电流在电阻上形成一个负向尖脉冲。因时间常数相同，所以正负尖脉冲相同。如果输入的是周期性的矩形脉冲，则输出的是周期性正负尖脉冲。由于T0》RC，所以暂态持续时间极短，电容电压波形接近输入矩形脉冲波，故有UC（t） U1（t）。因为iC t C所以U2（t） RC ，该式说明输出电压U2（t）近视与输入电压U1（t）的导数成正比，这就是微分电路。 2．积分电路 积分电路是另一种常用的波形变换电路，它是将矩形波变换成三角形波形的一种电路。简单的积分电路也是一种RC串联分压电路，只是它的输出是电容两端电压UC（t）而且电路的时间常数τ远大于脉冲持续时间T0。如图3、4所示。因输出电压：U2（t） UC（t） 所以U2（t） ，输出电压U2（t）近视与输入电压U1（t）的积分成正比，这就是积分电路。 四、实验过程 （一）实验电路的设计 （1）微分电路 微分电路信号发生器 图1 微分电路 图2 （2）积分电路 微分电路信号发生器 图3 积分电路 图4 五、实验结果与分析 通过取得合适的R、C参数可以得到一个将方波变成尖脉冲波的微分电路。通过取得合适的R、C参数可以得到一个将方波变成三角波的积分电路。 在设计微分电路时，通常应使脉冲宽度T0至少大于时间常数τ的5倍以上，即T0≥5RC （τ RC）。所以微分电路具有两个条件：（1）T0≥5RC（2）从电阻端输出。若取R R0则C≤T0／5R0。则有RC选取愈小，输出电压值愈接近输入电压微分。在脉冲电路中，常用微分电路把矩形脉冲变换尖脉冲，作为脉冲信号。 将积分电路的充电和放电的电路的时间常数，设计得一样，也就是充电时间常数等于放电时间常数，则积分电路还可以将矩形脉冲电压变换为三角波。如果充电常数不等于放电常数则会得到锯齿波。 六、 主要收获体会与存在的问题 1、通过本实验我对微分电路和积分电路有了更深刻的理解。 2、通过本实验我充分体会到了Mutisim在模拟仿真实验上的巨大优势，能够有效地消除实验过程中的各种因外界因素（如温度，湿度变化）造成的误差。 3、在实验过程中虽然不用担心损坏电路器件，但仍然要合理的使用各种元器件以确保实验结果的正确性。 4、通过本次试验更深刻的体会到了在无论是做实物实验还是计算机仿真实验实验前一定要做好详细的准备工作，将各类需要计算的参数计算好。