反向积分电路设计

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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

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2010
级电子信息工程
模拟电子技术课程设计
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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：
2011年 12 月 日

三、成绩

验收盖章
2011年12月 日
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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）利用仿真，观察波形变化。
3 设计过程
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 电压比较器电路
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
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vN-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
总电路设计图
将比较器电路和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）在中按照图3总电路设计图组装电路。
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（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。
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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
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。
对设计的建议
在使用仿真程序进行仿真时还存在很多问题，对于电路元件的选用，以及一
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些常识性问题还不够了解，初次接触软件仿真，很多地方还有待深入学习，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