哈工大模电大作业

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模电课程大作业（一）

设计题目：基于集成运算放大器的运算电路设计院系：电气工程及自动化学院

班级：

设计者：

学号：

设计时间：2014年春季学期

哈尔滨工业大学

2014年

设计内容

用集成运算放大器实现下列运算关系

⎰-+=dt u u u u i i i o 321532

要求所用的运放不多于三个，画电路图，元件要取标称值，取值范围为

Ω≤≤ΩM R k 11 F C F μμ101.0≤≤

原理分析

1、用比例运算电路实现1U 2U 运算

计算得：1R = 30ΩK ，3R = 15ΩK ，8R = 10ΩK ，7R = 5.1ΩK 此时，得到的1

O U = 2132U U --,因此，在1A 后加一反向比例电路，放

大倍数为-1。

2、用积分电路实现3U 运算

计算得：5R = 100ΩK ，10R = 10ΩK ，1C = 1uF

此时，得到2

O U = ⎰-dt 103U ，因此，1A 后需加一放大倍数为0.5的同

相比例电路。

设计电路图如下：

3K Ω

12K

Ω3K Ω2K Ω

2K Ω

20K Ω

20K Ω

20K Ω

1uF

200K Ω

100K Ω

A1

+

-A2

+

--+

A3

u I1u I3

u o ++

--

-

++20K Ω

1K Ω

u I2u o1

u o2

由电路图知，A1所在单元电路是反相输入求和电路，所以可得：

112121212(

)(23)3322o I I I I K K u u u u u K K K K ΩΩ

=-+=-+Ω+ΩΩ+Ω

A2所在单元电路是反相积分运算电路，且在初态时(0)0C u =，所以可得： 2330

1

()052001t

t

o I I u t u u dt K uF

=-

+=-Ω⨯⎰

⎰

A3所在单元电路为差分比例运算电路，所以可得：

21213121230010()5[(23)]23510t t o o o o o I I I I I I K u u u u u u dt u u u u u dt K Ω

=-=-=---+=+-Ω

⎰⎰ 则设计满足题设要求。

用Multisim进行仿真分析1、1U单独作用时，结果如下：

2、

U单独作用时，结果如下：2

3、

U单独作用时，结果如下：3

经仿真得：实验设计在误差许可范围内是正确的，满足

⎰-+=dt u u u u i i i o 321532

四、作业心得

虽然做大作业的时候有大量的网上版本和同学版本，但是我依然能够大部分独立完成，只有小部分参考了资料，我觉得设计实践能力得到了提升。

通过本次作业的练习，进一步熟悉了运算放大器的应用，并且能够较熟悉地Mutisim 进行放真实验，理论上，输出电压：

123235o i i i u u u u dt =+-⎰实验中，最终输出的结果o u 是1I u 的二倍与2I u 的三

倍并与3I u 积分（三角波）的结果求和的波形，所以与理论上的结果一致。

五、参考文献

[1] 王淑娟，蔡惟铮，齐明.模拟电子技术基础[M]. 北京：高等教育

出版社，2009.