反向积分电路设计

1、2010级电子信息工程 模拟电子技术课程设计 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日一、设计任务及要求：设计任务：设计一个反向积分电路。要 求： 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Multisim10.0进行仿真，验证和完善设计方案。指导教师签名： 2011 年12月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 201

2、1年 12 月 日 三、成绩 验收盖章 2011年12月 日 反向积分电路设计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3.1电压比较器电路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

3、压比较器电路3.2反向积分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vn=0，I1=0，因此有i1=i2=i，电容器C以电流i1=v1/R进行充电。假设C初始电压vC（0）=0，则vN-vO=1/Ci1dt=1/Cv1/Rdtv0=-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）

4、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流。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，对于电路元件的选用，以及一些