反向积分电路设计

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

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2010级电子信息工程 模拟电子技术课程设计

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v i和参考电压V ref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v n=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v C（0）=0，则

v N-v O=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。

（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V CC-V DD。

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，V DD-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

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