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1、成绩评定表学生姓名刘波班级学号1203030312专11电子信息工程课程设计题目模拟电子课程设计评语组长签字：成绩日期2014年 月曰课程设计任务书学院信息科学与技术专业电子信息工程学生姓名刘波班级学号1203030312课程设计题目差分比例运算电路、滞回比较器实践教学要求与任务：1）采用multisim仿真软件建立电路模型；2）对电路进行理论分析、计算；3）在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图；4）撰写课程设计报告。工作计划与进度安排：第1天：1. 布置课程设计题目及任务。2. 查找文献、资料，确立设计方案。 第2-3天：1. 安装multisim软件，熟悉multisim软
2、件仿真环境。2. 在multisim环境卜建立电路模型，学会建立兀件库。 第4天：1. 对设计电路进行理论分析、计算。2. 在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。 第5天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。3. 完成课程设计报告。指导教师：李所2013年12月1日专业负责人：2013年 月曰学院教学副院长：2013年 月曰目录1. 课程设计的目地与作用11.1 课程设计的目的11.2 课程设计的作用12. 设计任务、及所用 multisim 软件环境介绍22.1 设计任务22.2 multisim 软件环境介绍2 3差分运算电路 Mult
3、isim 仿真43.1. 模型的建立43.2. 理论分析43.3. 仿真结果54. 滞回比较器电路 Multisim 仿真64.1.模型的建立64.2.理论分析64.3. 仿真结果75. 三角波发生电路 Multisim 仿真95.1模型的建立95.2理论分析95.3 仿真结果116. 反向输入求和电路 Multisim 仿真126.1 模型的建立126.2 路理论分析126.3 仿真结果137. 设计总结与体会148. 参考文献151.课程设计的目地与作用1.1课程设计目的1. 学会理论分析和实际设计常见的功能电路；2. 会使用 multisim 软件设计电路图并进行仿真；3. 掌握对常见的
4、电路的 multisim 仿真；4. 训练对电路进行故障分析及排错的能力；1.2课程设计的作用课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题, 锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随 着科学技术发展的日新日异，模拟电子技术已经成为当今计算机应用中空前 活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学 来说掌握模拟电子的开发技术是十分重要的。回顾起此次模电课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理 论到实践，在一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多 很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到
5、了很多在 书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结 合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践 相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实 际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难 重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过 程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得 不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，通过这次课程设计之后，一 定把以前所学过的知识重新温故。 通过这次模电课程设计，我不仅加深了 对模电理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去
6、，而且我还学会了如何 去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原 有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。2.设计任务、及所用 multisim 软件环境介绍2.1设计任务1.差分运算电路2. 振荡电路3. 滞回比较器电路4. 三角波发生电路2.2multisim 软件环境介绍NI Multisim 12 是美国 NI 公司最近推出的电子线路仿真软件的最新 版本。NI Multisim 12用软件的方法虚拟电子与电工元器件以及电子与 电工仪器和仪表，通过软件将元器件和仪器集合为一体。它是一个原理电 路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。NI Multisim
7、 10 的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用。同时可以新建或扩展已有的元器件库，建库所需元器件参数可从生产厂商的 产品使用手册中查到，因此可很方便地在工程设计中使用。 NIMultisim10 的虚拟测试仪器表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数 信号发生器、双踪示波器、直流电源等等；还有一般实验室少有或者没有 的仪器，如波特图仪、数字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真 仪, 安捷伦多用表，安捷伦示波器、以及泰克示波器等沈阳理工大学C84F Multisim12.0Multisim Power Pro Edition版本12.0.0正在初始化：scop已soope_4ir
8、 5cope_atrscope_tk . 2012 National Instnjments 版权所有。TNATIONAL INSTRUMENTSELECTilONlCS WBENCH CHOUFMultisim12.0 启动界面Multisim 界面3差分运算电路 Multisim 仿真3.1差分运算电路模型建立差分运算电路-Multisim -差分运算电路匿|文件(E)扁辑迥视囹M 绘制(E) MCU(M)仿真转移(n)工MCD报告迟)选项 窗口理)務助凹imLOinri7- - 5 LM741CMMultisim 2013年 12月24日，15:22:14酌跻|圜差淀算电路錘网络I元器件
9、颠铜层丨仿刃显示站库勰器.图 3.1.13.2. 差分运算电路理论分析及计算差分放大电路如图 3.1.1所示，两个输入电压 UI1 和 UI2 个自通过电阻 R1 和 R2 分别加在集成运放的反相输入端和同相输入端。另外从输出端通过反馈 RF 接回到反相输入端。为了保证运放两个输入端对地的电阻平衡，同时为了 避免降低共模抑止比，通常要求R1 = R2RF=R4在理想的条件下，由于“虚断” 1=1=0，利用叠加定力可以求得反相输入+-端的电位为u-二RFR1 = RFui i +R1R1 + RF而同相输入端的电位I2因为“虚短”，即 u= u+因为“虚短”，即 u= u，所以而同相输入端的电位
10、，所以RFR1R 4u +u =uR1 + RF 11 R1 + RF 0 R 2 + R 4 12RFR1R 4u +u =uR1 + RF 11 R1 + RF 0 R 2 + R 4 12当满足条件 R1=R2，RF=R4 时，整理上式可得RFR1(ui 1 - ui2)3.3. 差分运算电路仿真结果差分输入U1 (V)U2 (V)Uo (V)126-11.997122.0034. 滞回比较器电路 Multisim 仿真4.1. 滞回比较器电路模型的建立图 4.1.14.2. 滞回比较器电路理论分析及计算滞回比较器如图 4.1.1，当集成运放反相输入端与同相输入端的电位 相等，即 u =
11、u 时，输出端的状态将发生跳变。其中 U2=U ，U 则由参考电+ - - +压U1及输出电压U0二者共同决定，而U0的可能状态：+UZ或-UZ。由此 可见，使输出电压由+UZ，以及由-UZ跳变为+UZ所需的输入电压值是不同 的。也就是说，这种比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回状。 如图 3.2.1利用叠加原理可求得同相输入端的电位为RFR1 + RFu1+R1R1 + RF若原来U0=+UZ,当U逐渐增大时，使U0从+UZ跳变为一UZ所需的门限电平用UT表示，由上式可知T+RFR1 + RFu1+R1 + RF 4若原来u0=UZ，当U逐渐减小时，使U0从一uZ跳变为+uZ所需的门
12、限电平用UTJ表示，则RFRF + R1R1R1 + RF UTUT + UT UZ图 4.2.1 输出特性上述两个门限电平之差称为门限宽度或回差，用AUT表示，有以上两式得2R1R1 + RF4.3. 滞回比较器电路仿真结果瞬态分析输入输出波形5.三角波发生电路 Multisim 仿真5.1三角波发生电路模型的建立图 5.1.1 三角波发生电路5.2三角波发生电路理论分析假设 t=0 时积分电容上的初始电压值为零，而滞回比较器输出端为高电平，即uol二+Uz。因集成运放A1同向输入端的电压u同时与uol有关，+ 根据叠加定理可得R1R2u 二d + muol+mi + 2 uo+此时uo=0,而uo1=+Uz,故u+也为高电平。而当uo1=+Uz时，经反向积分, 输出电压uo将随时间往负方向线性增长，则u+将之逐渐减小，当减小至 u+=u-=0时，滞回比较器的输出端将发生跳变，使uol由+Uz跳变为-Uz， 此时u+也跳变为一个负值。当uo1=-Uz时，积分电路的输出电压uo将随 时间往正方向线性增长，u+将随之增大，当增大至u+=u-=0时，滞回比较 器的输出端再次跳变，uol由-Uz跳变为+Uz。以后重复上述变化，于是滞 回比较器的输出电压成为周而复始的矩形波，而积分电路的输出电压也成 为周而复始的三角
