《电路仿真及应用》课程设计报告书模板1.doc

电路仿真及应用课程设计报告书电路仿真及应用课程设计报告书题目名称：基本运算电路的仿真 一、设计任务运用运算放大器实现信号的各种运算。包括实现比例运算，加法、减法运算，积分运算，微分运算，对数运算，模拟乘法运算。二、方案设计方案一：先画出所有的实验电路图，然后再逐个的进行分析采用什么样的扫描分析，以及确定扫描值。缺点，实验的前对实验毫无了解，实验过程条理也不够清晰。优点，对实验设计者而言比较轻松。方案二：将设计任务进行分类，例如比例运算，加法，减法可以采用相同的扫描分析。缺点，实验前必须先了解每个实验的基本原理和相关内容。优点，在实验的过程中条理清晰，并且省时。综合以上两种设计方案，选择第二个设计方案来实现课程设计。三、电路原理图1实现比例运算l 反相比例运算电路l 同相比例运算电路2实现加法运算l 减法运算电路3实现积分运算电路4实现微分运算电路5实现对数运算电路6实现模拟乘运算法器四、仿真文件设置1、反向比例运算2、同向比例运算3、加法运算4、减法运算5、积分运算6、微分运算7、对数运算8、模拟乘法运算五、结果及分析1实现比例运算l 反相比例运算电路由反相比例运算电路的性质和虚短虚断概念得，V0=(-R2/R1)*V1。输出电压与输入电压的比值为电阻R2与R 1的比值，式中的负号是因反相输入所引起的。电路图中的V1=5v，R1=1k，R2的值是变量，由波形图看出，V0/V1的值随着R2的增大而变小，是反相关系，所以结论正确。l 同相比例运算电路由同相比例运算电路的性质和虚短虚断概念得，输入端信号V1有同相输入端输入，输出电压V0通过R1 R2分压作用于运放的反相输入端，构成电压负反馈。V0=（1+（R2/R1）V1. 输出电压与输入电压的比值为正值，输入与输出同相。电路图中的R1与R2的值相等，即V0=2*V1.波形图中V0与V1呈同相关系，2倍关系，结论正确。2实现加法运算电路图实现加法电路，接成反相放大电路，它是属于多端输入端的电压并联负反馈电路，利用虚短虚断概念得V0=-（Rf/R1*VS1）+（Rf/R2*VS2），式中的负号是因反相输入端所引起的。由于电路图的R1=R2=Rf,所以V0=-（VS1+VS2）.由波形图看出，V0与（VS1+VS2）呈反相关系，故结论正确.l 减法运算电路从电路结构看，电路图是反相输入和同相输入相结合的放大电路，图中的四个电阻阻值相等，由式子V0=Rf/R1（VS2-VS1），即V0=（VS2-VS1），即输出电压与两输入电压之差成比例。由波形图可以看出，V0与（VS2-VS1）的波形成比例，故结论正确。3实现积分运算电路从电路图可以看出，假设电容C的初始电压为零，利用虚短虚断概念得，积分电路的表达式为V0=-（1/R*C）V1dt，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是相反的。4实现微分运算电路积分电路中的电阻和电容对换位置，并选取比较小的时间常数RC，便得到微分电路。根据虚短虚断概念得，-V0=RC*dV1/dt 式子表明，输出电压正比于输入电压对时间的微商。当输入信号V1=sinwt，则输出信号V0=-RCwcoswt 由波形图可看出V1是正弦信号，输出的是反相的余弦信号，故结论正确。5实现对数运算电路在对数运算器中，进行直流扫描分析，扫描变量设为V1，扫描值从1v开始进行扫描，因为再电压较小的时候会成线性分布，扫描值从0.01V开始，呈对数关系，且扫描的结果符合输出电压小于0.7v。6实现模拟乘运算法器在对数和反对数运算的基础上，把乘除和除法的运算化简为对数的加法和减法运算，再进行反对数运算就实现乘除运算的目的。当R1 R2 R3 Rf的值相等时，模拟乘法运算器的表达式为V0=VX*VY/VZ 由波形图得出VX*VY/VZ和V0的波形呈正比例关系。所以结论正确。六、结论与体会结论：集成运算放大器是一种具有高开环放大倍数,按照运算关系可分为比例、加法、减法、积分、微分等。利用输入方式和运算关系的组合，可接成各种运算放大器电路。实验设计过程应该采用适当的设计方案，使得实现条理清晰。实验的设计任务中的每个运算放大器都有其各自的特点和实现的方法，应该根据每个实验设计任务的具体情况选择适合的扫描分析，扫描值和输出波形，这样才能保证实验有效的进行。体会：本次课程设计通过所学的PSPICE仿真软件来仿真多种集成运算放大电路，使我们了解了集成运算放大器的基本使用方法和三种输入方式，其中包括比例、加法、减法和积分等运算电路。同时对仿真软件有了更深一步的认识，能够熟练掌握和使用仿真软件。这次