微分电路的设计与仿真
微分积分电路实验报告
微分积分电路实验报告微分积分电路实验报告引言：微分积分电路是电子工程中常见的电路之一，它具有对信号进行微分和积分运算的功能。
在本实验中，我们将通过搭建微分积分电路并进行实验，来深入了解微分积分电路的原理和应用。
一、实验目的：本实验的目的是通过搭建微分积分电路，了解微分和积分运算的原理和特点，掌握微分积分电路的设计和调试方法。
二、实验原理：1. 微分运算：微分运算是对输入信号进行求导的操作，可以用来检测信号的变化率。
微分电路通常由一个电容和一个电阻组成。
当输入信号通过电容和电阻时，电容会对信号进行积分操作，而电阻则对积分后的信号进行微分操作，从而实现微分运算。
2. 积分运算：积分运算是对输入信号进行积分的操作，可以用来求解信号的面积或累计值。
积分电路通常由一个电阻和一个电容组成。
当输入信号通过电阻和电容时，电阻会对信号进行微分操作，而电容则对微分后的信号进行积分操作，从而实现积分运算。
三、实验器材和元件：1. 函数信号发生器：用于产生输入信号。
2. 示波器：用于观察输入信号和输出信号的波形。
3. 电阻、电容：用于搭建微分积分电路。
4. 万用表：用于测量电阻和电容的数值。
四、实验步骤：1. 搭建微分电路：a. 连接一个电容和一个电阻，将函数信号发生器的输出接到电容上。
b. 将示波器的探头分别接到函数信号发生器的输出端和电阻上。
c. 调节函数信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
2. 搭建积分电路：a. 连接一个电阻和一个电容，将函数信号发生器的输出接到电阻上。
b. 将示波器的探头分别接到函数信号发生器的输出端和电容上。
c. 调节函数信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
3. 进行微分积分运算：a. 将微分电路和积分电路连接在一起，形成一个微分积分电路。
b. 将函数信号发生器的输出接到微分积分电路的输入端。
c. 将示波器的探头接到微分积分电路的输出端。
d. 调节函数信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
微分电路与积分电路的实验研究
*6.3
二阶电路动态响应的实验研究 （设计性实训）
6.3.1 实训目的
1）加深对二阶电路动态响应的理解。 2）了解二阶电路动态响应的实验研究方法。 3）初步掌握设计性实训的思路和方法。
6.3.2 实训原理
1 ） RLC 串联电路，无论是零输入响应，或是零状态响 应，二阶电路动态过程的性质， 完全由特征方程
3）示波器的探头与电路连接时，接地点不能接错，否 则信号将被短路。
4）信号发生器、示波器和实验电路的地端应连在一起， 即共地，以防止干扰。
6.3.7
设计报告要求
主要内容：
1）实训目的、基本原理和实训设计方案。 2）电路图、所需仪表、元器件和电路参数。 3）实验内容和操作步骤。 4）数据测量与分析。
积分实验电路
图6-6
积分实验电路
6.1.6
注意事项
1）用示波器观察信号发生器产生的方波，防止失真。 2）示波器的探头与电路连接时，接地点不能接错，否则 信号将被短路。 3）信号发生器、示波器和电路的地端应连接在一起，即 共地，以防止干扰。 4）用示波器观察UC和IC波形时，由于信号幅值相差较大， 要缓慢调节Y轴的灵敏度，使波形清晰可测。
L为电感线圈， C为可变电容， R 为可变电阻。改变电 容或电阻的参数可获得各种响应状态。信号发生器接地端 与示波器的接地端并联接地。 振荡电路中电流I，在电阻R上产生电压作为取样信号 电压加到示波器的 Y 输入端，即能观察到测量值的波形与 数值。
实验电路
图6-11
RLC串联的二阶电路
操作步骤
调节信号发生器的方波输出频率为50~100HZ，输出电 压2V固定不变，L为电感线圈，C选用0.2μf电容，R为可变 电阻4.7KΩ ，在0~500Ω ~2KΩ 范围可调。用示波器观察分 析R＜2 、R＝2 L/C L/C 以及 R＞2
ad20_电路仿真的方法_解释说明以及概述
ad20 电路仿真的方法解释说明以及概述1. 引言1.1 概述电路仿真是在计算机环境下对电路进行数学建模和分析的过程。
它通过使用软件工具来模拟和评估电路的性能，以便在设计过程中预测和解决可能出现的问题。
在AD20（即Analog Devices 20）电路仿真中，我们可以利用数字仿真方法、模拟仿真方法或混合仿真方法来提供准确且全面的结果。
1.2 文章结构本文将首先介绍ad20电路仿真的不同方法，包括数字仿真、模拟仿真和混合仿真。
然后将详细解释每种方法，并提供应用示例以帮助读者更好地理解这些方法的原理和用途。
最后，文章将给出结论总结。
1.3 目的本文的目的是为读者介绍ad20电路仿真领域中各种方法的基本概念和应用示例。
通过阅读本文，读者将了解到不同仿真方法之间的区别、优劣势以及如何选择适当的方法来满足特定需求。
此外，本文还旨在提供对于需要进行ad20电路仿真分析的专业人士或学生们一个启示，促使他们进一步深入研究和应用电路仿真的方法。
2. ad20电路仿真的方法2.1 数字仿真方法在ad20电路仿真中，数字仿真是一种常见的方法。
它通过将电路表示为离散时间信号的数学模型，利用计算机来模拟和分析电路行为。
数字仿真方法可以基于时域或频域进行。
2.2 模拟仿真方法另一种常用的电路仿真方法是模拟仿真。
模拟仿真使用连续时间信号来建模和分析电路。
它通常使用SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）模拟器或器件级模拟器进行。
2.3 混合仿真方法混合仿真是将数字仿真和模拟仿真相结合的一种方法。
它可以更准确地描述复杂的电路系统，并提供更高级别的性能评估和优化。
通常通过跨领域混合仿模软件实现，同时还可以利用模型和数据转换工具进行数据交换和转换。
通过上述三种不同的电路仿真方法，我们可以更全面地理解和研究ad20电路的行为、性能以及潜在问题。
在后续章节中，我们将详细解释这些方法，并提供相关的应用示例来帮助读者更好地理解和应用这些仿真方法。
数字电子技术仿真软件Multisim电路设计与仿真应用
第12章数字电子技术仿真软件Multisim 2001电路设计与仿真应用12.1 Multisim 2001软件介绍Multisim 2001是加拿大交互图像技术有限公司（IIT公司）推出的最新版本，其前身是EWB5.0（电子工作平台）。
目前我国用户所使用的Multisim2001以教育版为主。
Electronics Workbench 公司推出的以Windows为系统平台的板级仿真工具Multisim，适用于模拟／数字线路板的设计，该工具在一个程序包中汇总了框图输入、Spice仿真、HDL设计输入和仿真、可编程逻辑综合及其他设计能力。
可以协同仿真Spice、Verilog和VHDL，并能把RF设计模块添加到成套工具的一些版本中。
整套Multisim工具包括Personal Multisim、Professional Multisim、Multisim Power Professional等。
这种仿真实验是在计算机上虚拟出一个元器件种类齐备、先进的电子工作台，一方面可以克服实验室各种条件的限制，另一方面又可以针对不同目的（验证、测试、设计、纠错和创新等）进行训练，培养学生分析、应用和创新的能力。
与传统的实验方式相比，采用电子工作台进行电子线路的分析和设计，突出了实验教学以学生为中心的开放模式。
12.1.1 M ultisim 2001软件操作界面启动Multisim 2001软件后，首先进入用户界面如图12-1所示，Multisim 2001的界面基本上模拟了一个电子实验工作平台的环境。
下面分别介绍主操作界面各部分的功能及其操作方法。
图12-1 Multisim 2001的基本界面1. 系统工具条图12-2所示为Multisim 2001的系统工具条，可以看出，其风格与Windows软件是一致的。
系统工具条中各个按钮的名称及功能如下所示。
2.设计工具条Multisim 2001的设计工具条如图12-3所示，它是Multisim的核心工具。
积分电路和微分电路 实验报告书
积分电路和微分电路实验报告书学号：姓名：学习中心：(1)按如图连接电路(2)设置信号发生器的输出频率为1ＨＺ，幅值为５Ｖ的方波，如图（３）激活仿真电路双击示波器图标弹出示波器面板，观察并分析示波器波形（４）按表１给出的电路参数依次设置Ｒ和Ｃ的取值，分别激活仿真运行，双击示波器图标，弹出示波器面板，给出输入／输出信号的波形图，并说明Ｒ和Ｃ的取值对输出信号的影响表1 实验电路参数序号输入为方波信号电路参数频率／ＨＺ幅值/V R/KO C/uF1 1 5 100 12 1 5 100 23 1 5 100 4.72.微分电路实验（1）按图连接电路（2）设置R和C（3）激活电路仿真运行，（4）双击示波器的面板，给出输入/输出信号的波形图（5）说明R和C的取值对输出信号的影响表2 实验电路参数序号输入为方波信号电路参数频率／ＨＺ幅值/V R/KO C/uF1 1 5 100 12 1 5 100 23 1 5 100 4.7三、实验过程原始数据（数据、图表、计算等）1.积分电路实验R=100KO，C=1uFR=100 KO C=2UFR=100KO C=4.7uF2.微分电路实验R=100KO，C=1uFR=100 KO C=2UFR=100KO C=4.7uF四、实验结果及分析积分电路实验由积分电路的特点：时间常数t远大于输入信号的周期T，在此条件下Uc（t）<<UR(t)因此i(t)=UR(t)/R=Ui(t)/RU0(t)=Uc(t)=1/C(i(t)dt=1/RC(ui(t)dt即输出电压与输入电压的积分成正比，若输出电压为周期方波，则输出电压为周期三角波由实验数据知道，随着C的增大，积分方波越明显微分电路实验由微分电路的特点：Uo(t)=UR(t)=RC*duc(t)/dt=RC*dui(t)/dt即输出电压与输入电压的微分成正比；若输入为周期方波，则输出电压为周期窄脉冲；从实验数据知道：随着C的增大，微分脉冲越明显如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。
积分电路和微分电路的设计实验报告
积分电路和微分电路的设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计积分电路和微分电路，掌握基本的积分和微分电路的原理、设计方法和实验技能，加深对模拟电子技术的理解。
二、实验器材1.双踪示波器2.函数信号发生器3.直流稳压电源4.万用表5.集成运放（LM741）三、积分电路设计实验1.原理简介：积分电路是一种能够将输入信号进行积分运算的电路，通常由一个运放、一个电容和一个反馈电阻组成。
在输入信号为正弦波时，输出信号为余弦波，并且幅度随时间增加而增大。
2.设计步骤：（1）选择合适的运放：本次实验选用LM741运放。
（2）确定反馈电阻Rf：根据公式Rf=1/(2πfC)，其中f为输入信号频率，C为选定的电容值。
本次实验选用C=0.01μF，当输入频率为1kHz时，计算得到Rf=15.92kΩ。
（3）确定输入阻抗Rin：为了保证输入信号不被积分电路影响，需要满足Rin>>Rf。
本次实验选用Rin=1MΩ。
（4）确定电源电压：根据运放数据手册，LM741的最大工作电压为±18V。
本次实验选用±15V的直流稳压电源。
3.实验步骤：（1）按照上述设计步骤连接电路图，并接通电源。
（2）调节函数信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为2V。
（3）使用双踪示波器观察输入和输出信号波形，并记录数据。
（4）更改输入信号频率和幅度，重复步骤（2）和（3），记录数据。
4.实验结果分析：根据实验记录的数据，可以得到输入和输出信号的波形图。
当输入为正弦波时，输出为余弦波，并且幅度随时间增加而增大。
当输入频率增加时，输出幅度也相应增加；当输入幅度增加时，输出幅度也相应增加。
五、微分电路设计实验1.原理简介：微分电路是一种能够将输入信号进行微分运算的电路，通常由一个运放、一个电阻和一个反馈电容组成。
在输入信号为正弦波时，输出信号为余弦波，并且幅度随时间减小而减小。
2.设计步骤：（1）选择合适的运放：本次实验选用LM741运放。
有源微分电路设计
有源微分电路设计王玉娟( 安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆246011)指导教师：王鹏摘要：输出电压与输入电压成微分关系的电路为微分电路，通常由电容和电阻组成；在自控系统中，常用微分电路和积分电路作为调节环节；此外，微分电路和积分电路还广泛应用于波形的产生和变换以及仪器仪表之中。
以集成运放作为放大电路，利用电阻和电容作为反馈网络，可以实现这两种运算电路。
微分电路可将一个梯形波转换为一负一正两个矩形波，微分电路也可以起移相作用。
用理想运放模型设计的有源徽分电路的主要缺点是，当输入信号频率升高时,电容的容抗减小，则放大倍数增大，造成电路对输入信号中的高频噪声非常敏感，因此输出信号中的噪声成分严重增加，信噪比大大下降。
除此之外，微分电路中的ＲＣ元件形成一个滞后的移相环节，它和集成运放中原有的滞后环节共同作用，很容易产生自激振荡，是电路的稳定性变差。
为此提出在有源微分电路的传递函数中计及实际运放幅频特性,增加与输入电容串联的电阻,可使有源微分电路的闭环放大倍数降低，从而抑制了高频噪声。
关键词：微分电路，运算放大器，幅频特性1 引言通常在分析由集成运放组成的微分电路时，将其中的集成运放看成是理想运算放大器。
理想运放是一个重要的概念，也是分析运放应用电路的一个有力工具。
所谓理想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化。
当然，实际的集成运算放大器不可能达到其理想化的技术指标，但是，由于制造集成运放工艺水平的不断提高，集成运放产品的各项性能指标日益改善。
因此，一般情况下，在分析集成运放的应用电路时，将实际的集成运放视为理想运放所带来的误差，在工程上是允许的。
理想运放工作在线性区时有两个重要特点：1 理想运放的差模输入电压等于零由于工作在线性区故输入、输出之间符合式)(_UUAodUo-=+（式中o U是集成运放的输出端电压；U+和U_分别是其同相输入端和反相输入端的电压；Aod是其开环差模电压增益。
）而且，因理想运放的Aod，即开环差模电压增益为无穷大，故可得U+=U_ ，上式表示运放同相输入端与反相输入端两点的电压相等，如同将该两点短路一样。
积分电路和微分电路的设计实验报告
积分电路和微分电路的设计实验报告实验报告：在本次实验中，我们将对积分电路和微分电路进行设计和测试。
积分电路和微分电路是电子电路中常见的两种基本电路，分别具有将输入信号进行积分和微分运算的功能。
首先我们设计了一个积分电路。
积分电路的基本原理是将输入信号进行积分运算，输出信号为输入信号的积分。
我们选择了一个运算放大器和一个电容器来构建积分电路。
通过适当选择电阻和电容的数值，我们成功设计出一个稳定的积分电路。
在实验中，我们输入了一个方波信号，观察到输出信号为方波信号的积分波形，验证了积分电路的功能。
接着，我们设计了一个微分电路。
微分电路的基本原理是将输入信号进行微分运算，输出信号为输入信号的微分。
我们同样选择了一个运算放大器和一组电阻来构建微分电路。
通过适当选择电阻的数值，我们成功设计出一个稳定的微分电路。
在实验中，我们输入了一个正弦信号，观察到输出信号为正弦信号的微分波形，验证了微分电路的功能。
在实验过程中，我们遇到了一些问题和挑战。
首先是在选择电阻和电容数值时，需要考虑电路的稳定性和频率响应。
另外，在电路的搭建和测试过程中，需要保证电路连接正确，避免引入干扰和误差。
通过仔细分析和调试，我们最终成功设计并测试出了积分电路和微分电路，实现了实验的预期目标。
总的来说，本次实验对积分电路和微分电路的设计和测试提供了宝贵的经验和实践机会。
通过动手实验，我们更深入地理解了电子电路的基本原理和工作原理，提升了我们的实验技能和电路设计能力。
希望在未来的学习和研究中，我们能够更加熟练地应用电子电路知识，为解决实际问题和创新设计电路做出贡献。
感谢老师和同学们的帮助和支持，让我们共同完成了这次有意义的实验。
(完整word版)微分电路的设计与仿真
（报告提交日期：2014年8月）目录摘要：......................................................................................................... - 1 -Abstract： ....................................................................................................... - 1 -1 引言........................................................................................................... -2 -2 微分电路..................................................................................................... - 4 -2。
1 电路组成 ........................................................................................ - 4 -2。
2基本微分运算电路 ......................................................................... - 4 -2。
3 微分运算电路的缺点及其改进 .................................................... - 5 -3 技术支持与分析.........................................................。
基础物理实验中RC微积分电路的Multisim仿真
Ｖｏ ．０ １ ２ Ｎｏ ３ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅｌｃ ｒ ｎｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔｏ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
２１ ０ ２年 ２月
Ｆｂ ２ ２ ｅ ． ０１
基础 物理实验 中Ｒ Ｃ微积 分电路的 Ｍｕｔ ｉ 仿真 ｌｓ ｉｍ
ｓｍｕａｉｎ ｐ ｒａ ，ａ ａｙ ｅ ｐ ｒｔ ｎｒｌｔ ｎ ｅｗｅ ｎｔｅｏ ｔｕ ｏｔｇ ｎ ｅｉｐ ｔ ｏｔｇ ，ａ ａｙ ｅ ｈ ｅａｉｎ ｈｐ ｉ ｌｔ ｍｇ ｍ ｏ ｎ ｌｓｓｏ ｅａｉ ｅａｉ ｓｂ ｔ ｅ ｕｐ ｔｖ ｌ ｅａ ｄ ｔ ｎ ｕ ｌ ｅ ｎ ｓ ｓｔｅｒｌｔ ｓ ｉ ｏ ｏ ｈ ａ ｈ ｖ ａ ｌ ｏ
－
３７ －
《 电子 设计 工程 ） ０ ２年 第 ３期 ２１
将式 （） 入式 （） ： ４代 １有
１ 一
结 果 反 映 了 式 （０ 、１ ） １ ） （ １ 的变 化 规 律 。
上
ｃ
Ｕ
一
（） ５
由式 （ ） 式 （ ） 知 ， ３、 ４可 电路 输 出 为 正 、 尖脉 冲 。 负
图３ Ｒ Ｃ积 分 仿 真 电路
Ｆｉ． ＲＣ ｎｅ ｒｌｃｒｕｔｓｍｕ ａｉｎ ｇ３ ｉｔｇａ ｉｃ ｉ ｉ ｌｔｏ
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收 稿 日期 ： ０ １ １ — ２ ２１－２０ 稿 件 编 号 ：０ １ ２ ０ ２ １ １０ ８ 响应 ：
上
ｕ＝Ｕ ｓ ｅ
实验三 积分电路和微分电路的设计
实验三 积分电路和微分电路的设计一、实验目的1. 研究RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应、全响应的基本规律和特点。
2. 学习电路时间常数的测量方法。
3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。
4. 进一步学会用示波器观测RC 电路的矩形脉冲响应。
二、预习要求1. 了解示波器和信号发生器的使用方法。
2. 熟悉微分或积分电路的条件。
3. 预习要求：熟读仪器使用说明，回答上述问题，准备方格纸。
三、实验原理1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。
要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。
为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。
只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。
2. 图3-1（b ）所示的 RC 一阶电路的零输入响应（a ）和零状态响应(c)分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
3. 时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图3-1(a)所示。
根据一阶微分方程的求解得知u c ＝U m e -t/RC ＝U m e -t/τ。
当t ＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m 。
此时所对应的时间就等于τ,如图3-1（a ）所示。
亦可用零状态响应波形增加到0.632U m 所对应的时间测得，如图3-1(c)所示。
(a) 零输入响应 (b) RC 一阶电路 (c) 零状态响应图 3-14. 微分电路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。
一个简单的 RC 串联电路， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足τ＝RC<<2T 时（T 为方波脉冲的重复周期），且由R 两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。
电路仿真实验报告
Y11= Y21= Y12= Y22=
T＝ 称为传输参数矩阵。 = 同理推导出
A= C= B= D=
以Z参数为例：
如图，求双口网络的Z参数。
解：
= 4 + 2（ + ）+1
=2 +（2+3+2）
可得：Z11=7Ω，Z12=2Ω，Z21=2Ω，Z22=7Ω
三、仿真实验测试
1、验证Z11是否为10Ω：
具体步骤：
利用仿真电路观察微分和积分电路的波形，微分仿真电路如图2-8所示。
图2-8微分仿真电路图
通过示波器观察微分电路的图形如图2-9所示
图2-9微分电路波形图
积分仿真电路图如图2-10所示，
图2-10积分仿真电路图
通过用示波器观察积分电路的波形，如图2-11所示。
图2-11积分电路波形
通过观察波形图我们很容易发现微分电路与积分电路的特性。
四、结论
理论计算结果与仿真测量结果有一定的误差。主要原因是：
理论计算是理想状态的分析结果，仿真电路比较接近实际测量情况。比如，电压表和电流表都有内阻存在，会对测量产生一定的影响。通过开关观察电流值是由于开关的打开或者闭合中存在一定的时间因此误差在所难免。只要我们只要认证准备仿真试验，调整好电压电流表的内阻尽力去减小各种因素的影响，就可以得到较好的仿真结果。
p1,2 = -
uc= A1e + A2e uc(0+)=A1+A2 iL(0+)=-C（A1p1+A2p2）求出A1和A2
（2）p1和p2为相等的负实根（R=2 ,临界阻尼）
p1,2 = -
uc=(A1+A2t)e uc(0+)=A1 iL(0+)=-C（A1p+A2）求出A1和A2
积分、微分、比例运算电路
模拟电路课程设计报告题目：积分、微分、比例运算电路一、设计任务与要求①设计一个可以同时实现积分、微分和比例功能的运算电路。
②用开关控制也可单独实现积分、微分或比例功能③用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V），为运算电路提供偏置电源。
此电路设计要求同时实现比例、积分、微分运算等功能。
即在一个电路中利用开关或其它方法实现这三个功能。
方案一：用三个Ua741分别实现积分、微分和比例功能，在另外加一个Ua741构成比例求和运算电路，由于要单独实现这三个功能，因此在积分、微分和比例运算电路中再加入三个开关控制三个电路的导通与截止，从而达到实验要求。
缺点：开关线路太多，易产生接触电阻，增大误差。
此运算电路结构复杂，所需元器件多，制作难度大，成本较高。
并且由于用同一个信号源且所用频率不一样，因此难以调节。
流程图如下：图1方案二:用一个Ua741和四个开关一起实现积分、微分和比例功能，并且能够单独实现积分、微分或比例功能。
优点：电路简单，所需成本较低。
电路图如下：图2三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。
其流程图为： 图3直流电源电路图如下：电源变压器整流电路滤波电路稳压电路V1220 Vrms 50 Hz0¡ã U11_AMP T17.321D21N4007D31N4007D41N4007C13.3mF C23.3mF C3220nFC4220nF C5470nFC6470nF C7220uFC8220uFU2LM7812CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEU3LM7912CTLINEVREGCOMMON VOLTAGE D51N4007D6LED2LED1R11k¦¸R21k¦¸2345D11N40071516671417图4原理分析： (1)电源变压器：由于要产生±12V 的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压应大于24V,由现有的器材可选变压后副边电压为30V 的变压器。
微分方程与电路问题的建模与解法
微分方程与电路问题的建模与解法电路问题是现代科学与工程领域中常见的实际问题之一，而微分方程则是解决这些问题的重要工具之一。
本文将探讨微分方程与电路问题的建模与解法，并通过实例来说明其应用。
一、电路问题的建模电路问题通常涉及电流、电压、电阻等物理量之间的关系。
为了解决这些问题，我们需要将电路中的各个元件进行建模，并建立它们之间的数学关系。
微分方程提供了一种有效的建模方法。
以简单的电路为例，假设一个由电阻R、电感L和电容C组成的串联电路，电源为直流电源V(t)。
我们可以根据基尔霍夫定律建立以下微分方程：L(di/dt) + Ri + q/C = V(t)其中，i是电流，q是电容器的电荷量。
这个微分方程描述了电感、电阻和电容之间的关系。
二、微分方程的解法解决微分方程可以采用不同的方法，如分离变量法、变量代换法、特解法等。
在电路问题中，我们通常使用拉普拉斯变换和复变函数等方法来求解微分方程。
以上述电路问题为例，我们可以通过拉普拉斯变换将微分方程转化为代数方程，进而求解电流i(t)和电荷量q(t)的表达式。
通过求解微分方程，我们可以获得电路中各个物理量随时间的变化规律。
三、实例分析为了更好地理解微分方程与电路问题的应用，我们来看一个实际的例子。
假设有一个由电阻R和电感L组成的串联电路，电源为交流电源V(t) = V0 sin(ωt)。
我们希望求解电路中的电流i(t)。
根据基尔霍夫定律和欧姆定律，我们可以建立以下微分方程：L(di/dt) + Ri = V0 sin(ωt)通过拉普拉斯变换，我们可以将上述微分方程转化为代数方程：(sL + R)I(s) = V0/[(s^2 + ω^2)]其中，I(s)是电流的拉普拉斯变换，s是复变函数。
通过求解代数方程，我们可以得到电流的拉普拉斯变换表达式：I(s) = V0/[(s^2 + ω^2)(sL + R)]然后，我们可以通过拉普拉斯逆变换将I(s)转化为时间域的电流i(t)。
RC微分积分电路仿真实验
u 0 (t ) R iC RC duC du (t ) RC i dt dt
上式说明，输出电压 uo(t)近似地与输入电压 ui(t)成微分关系，所以这种电路称微分电路。
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rc微分积分电路仿真实验rc微分电路微分电路和积分电路rc积分电路rc积分电路原理rc积分电路计算微分电路微分积分电路微分方程微分和积分
一、RC 一阶微积分电路仿真实验
一、电路课程设计目的
1、测定 RC 一阶电路的积分、微分电路； 2、掌握有关微分电路和积分电路的概念。
二、仿真电路设计原理 1．RC 电路的矩形脉冲响应 矩形脉冲序列信号加在电压初 零的 RC 串联电路上，电路的瞬 程就周期性地发生了。 显然， RC 的脉冲响应就是连续的电容充 过程。如图所示。 形脉冲的幅度为 U，脉宽为 tp。 上的电压可表示为： 上的电压可表示为：
u 0 (t ) U (1 e ) 0 t t10 u 0 (t ) U e t1 t t 2
t t
若将 值为 变过 电路 放电 若矩 电容 电阻
即当 0 到 t1 时，电容被充电；当 t1 到 t2 时，电容器经电阻 R 放电。
u R (t ) U e 0 t t10 u R (t ) U e t1 t t 2
t t
（也可以这样解释：电容两端电压不能突变，电流可以，所以反映在图中就是电阻两端的电压 发生了突变。） 2．RC 微分电路 取 RC 串联电路中的电阻两端为输出端， 并选择适当的电路参数使时间常数τ <<tp （矩形脉冲的 脉宽）由于电容器的充放电进行得很快， 。 因此电容器 C 上的电压 uc(t)接近等于输入电压 ui(t)， 这时输出电压为：
基础物理实验中RC微积分电路的Multisim仿真
微 分 电 路 和 积 分 电 路 是 RC 一 阶 电 路 中 较 典 型 的 电
路 [1-2]， 它 对 电 路 元 件 参 数 和 输 入 信 号 的 周 期 有 着 特 定 的 要
求。 当激励是一个矩形波信号时，是微分电路还是积分电路
不仅与输出量有关，还与电路的时间常数和方波信号的周期
的相对大小有关。
乙 uC≈
1 RC
t 0
Udt+uC（0
）=
U RC
t
（10）
在输入信号低电平期间 uI =－U，有：
乙 uC≈
1 RC
t （-U）dt+ U ·T =- U t+ U ·T
T
RC 2 RC RC
2
（11）
由 式 （10）、 式 （11）可 知 ， 电 路 输 出 为 三 角 波 形 。
仿真电路中，选取电阻 R=10 kΩ、电容 C=1 μF，电路的时
本地标识符为 30
commit
使 bfd 配置生效
#
ip route-static 30.0.0.0 255.0.0.0 128.10.50.2 preference 30 track bfdsession bfd-multi1
了仿真实验测试，给出了几种 Multisim 仿真实验方案，分析了输出电压与输 入 电压 之 间 的运 算 关 系，分 析 了 电路 时 间
常数与输入信号周期之间的关系及矩 形电压 输入时输 出 电压的 波 形形 式 ，结 论是 仿真 实验 可 直 观形 象 地 描述 RC 微
积分电路的工作过程。 将电路的硬件实验方式向多元化方式转移，利于培养知识综合、知识应用、知识迁移的能力，使
电路分析更加灵活和直观。
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（报告提交日期：2014年8月）目录摘要：................................................................................................................... - 1 -Abstract: .................................................................................................................... - 1 -1 引言..................................................................................................................... -2 -2 微分电路............................................................................................................... - 4 -2.1 电路组成..................................................................................................... - 4 -2.2基本微分运算电路...................................................................................... - 4 -2.3 微分运算电路的缺点及其改进................................................................. - 5 -3 技术支持与分析 (7)3.1 软件概述..................................................................................................... - 6 -3.2理论分析...................................................................................................... - 6 -3.3实验分析（Multisim2001平台）.............................................................. - 7 -3.2补偿作用[2] ................................................................................................. - 8 -3.3 瞬态分析[] .................................................................................................. - 9 -4 仿真分析............................................................................................................. - 10 -4.1 电路及其网表........................................................................................... - 10 -4.4波形分析.................................................................................................... - 13 -4.2直流分析.................................................................................................... - 15 -5 总结..................................................................................................................... - 17 -参考文献........................................................................................................... - 18 -附录一..................................................................................................................... - 19 -致谢................................................................................................................... - 21 -微分电路的设计与仿真摘要：集成运放作用通用性很强的有源器件，它的信号运算、处理和测量等方面都有广泛应用。
作为最基本的运算放大电路，微分电路在波形变换、信号测量、有源滤波及相位校正等专门技术中具有重要作用。
本文介绍了微分电路的结构。
从理论分析运算放大器组成的微分电路的频率特性,用Multisim2001仿真平台进行实验、分析、论证。
阐述电路参数进行适当改变,可以改善微分电路的性能。
用Pspice仿真软件对其电阻分别为0、1KΩ、2.5KΩ和5KΩ时进行瞬态仿真，得出其输出电压波形，由此清楚地看到电阻的补偿作用。
关键词：微分电路频率特性补偿作用瞬态分析输出电压波形Pspice Multisim2001The Design and Simulation of Differential CircuitAbstract:As a commonly used source components, the operational amplifier (Op Amp) is widely be used in signal processing operation and Measuring. Differential circuit is the most fundamental of integrated operational amplifiers. It has important value in Waveform transform, signal measurement, active filtering and phase correction.This paper describes the structure of the differential circuits. From the frequency characteristic of the differential circuit composed of an operational amplifier theoretical analysis using simulation platform Multisim2001 experiment analysis demonstrated. Circuit parameters described appropriately changed, can improve the performance of the differential circuit. Pspice simulation software with its resistance was 0,1 KΩ, when 2.5KΩ and 5KΩ be transient simulation, the output voltage waveform obtained, thus clearly see the compensation of resistance.Keyword:differential circuit,frequency characteristics ,compensation, transient analysis, sinusoidal output waveform, PSpice Multisim20011 引言集成电路[1]是一种微型电子器件或部件。
采用一定的工艺，把一电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容、和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块半导体晶片或介质片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；集成电路分成了处理数字信号的数字集成电路和处理模拟信号的模拟集成电路两类。
集成运算放大器是一种高增益、高品质、直接耦合的多级电压放大器，外接少数几个元件便可对模拟信号做出各种运算和处理。
而用运算放大器实现对输入信号的微分运算是运算放大器的典型应用之一。
在模拟及脉冲数字电路中，常常用到由电阻尺和电容C组成的RC电路，在这些电路中，电阻R和电容C的取值不同、输入和输出关系以及处理的波形之间的关系，产生了RC电路的不同应用形式；微分电路、积分电路、耦舍电路、滤波电路及脉冲分压器。
[2-3]微分电路是将输入电压对时间微分、并将与其值成正比的电压输出的电路。
常用于正弦-余弦变换[4]、三角波-矩形波变换、交流放大器及反馈控制的微分补偿[5]等。
用运算放大器组成基本微分电路, 是运算放大器线性应用中的一种形式, 在电路中通过模拟形式实现数学中微分运算。
由于数学中微分运算是理想式, 不受其它影响, 而实际电路受工作频率、电阻、电容等参数影响[6]。
在以往实验条件下很难看出电路参数变化对电路性能影响, 特别是频率变化。
在Multisim2001仿真平台上进行分析、验证和调整参数容易快速实现, 使设计微分电路效果更好。
在理想微分电路中，输入电压产生阶跃变化、脉冲式大幅值干扰都会使得集成运放内部的放大管进入饱和或者截止状态，致使信号消失，管子还不能脱离原状态回到放大区，出现阻塞现象，电路不能正常工作；同时，由于反馈网络为滞后环节，它与集成运放内部滞后环节相叠加，容易满足自激荡条件，从而使电路不稳定。