《电路仿真及应用》课程设计分析方案书模板

1、电路仿真及应用课程设计报告书题目名称：基本运算电路的仿真一、设计任务运用运算放大器实现信号的各种运算。包括实现比例运算，加法、减法运算，积分 运算，微分运算，对数运算，模拟乘法运算。 A 4、口、二、方:案方案一：先画出所有的实验电路图，然后再逐个的进行分析采用什么样的扫描分 析，以及确定扫描值。缺点，实验的前对实验毫无了解，实验过程条理也不够清晰。优 点，对实验设计者而言比较轻松。方案二：将设计任务进行分类，例如比例运算，加法，减法可以采用相同的扫描分 析。缺点，实验前必须先了解每个实验的基本原理和相关内容。优点，在实验的过程中 条理清晰，并且省时。综合以上两种设计方案，选择第二个设计方案来

2、实现课程设计。0 / 14、电路原理图1实现比例运算反相比例运算电路同相比例运算电路2实现加法运算0减法运算电路V1R1R403实现积分运算电路4实现微分运算电路5实现对数运算电路5Vdc6实现模拟乘运算法器Q2四、仿真文件设置1反向比例运算SiAulation Sett- rX2、同向比例运算3、加法运算4、减法运算5、积分运算6、微分运算7、对数运算Sinulation Settings - ex05OptionsGeneralAnalysi sData CollecticTiInclude FilesFrolt YindorLibrariesStimulusSPrimary Sweep也

3、11 Secondary SweepMonti Carlo/tforstFarametric SweepTemperaturerSave Bias PointVknalysi s typa ：iSmiilRHRRzJOpti皿生Sweep i able(* Voltage sourc Ctirrcsnt sour: Global par am电 11Model paramet& Temper atur eName :ModelModLFarsnreterStart1 Logr i thnii |EndIncrement：C Value li确定取消应用帮助8模拟乘法运算五、结果及分析1实现比例

4、运算反相比例运算电路SCHEIATWe - F即丄血 1/事-t*ci:丹“.-SinlihiM hrEila.SCfffellClp 一 rwRinj.* rrfu3- SCXnUTKl-r1 D Jieujj.di-JMlATJrIcm bh4xhri b*V1。输出电压与输入电压的比值 为电阻R2与R 1的比值，式中的负号是因反相输入所引起的。电路图中的 W=5v，R仁1k，R2的值是变量，由波形图看出， V0/V1的值随着 R2的增大而变 小，是反相关系，所以结论正确。同相比例运算电路| 5CHEIATICI-r - rSjsiae - fi-5CHmTICJ-r.E.| EliA l

5、ie |3ul.ii.i n Xrvq 口讥 Tfili椁jfl 话聲制爭心曲mI ii % 曲Q El坯灵 竺窈:辔穆& 亠11 - SinlL Fr-ili_1JrwniH# rrtfui* _jcnuTKL-TJ d EsjiSc-snefcnri- em wid dxkiis drraitiTdiUl i-Md ih Ui dkariluj. 2 WaflK huijruHKEini tbnlfps =： $ionV1有同相输入端输入，输出电压由同相比例运算电路的性质和虚短虚断概念得，输入端信号V0=1+R2/R1)V1.输出电压VO通过R1 R2分压作用于运放的反相输入端，构成电压负

6、反馈。与输入电压的比值为正值，输入与输出同相。电路图中的 R1与R2的值相等，即 V0=2*V1.波形图中V0与V1呈同相关系，2倍关系，结论 正确。2实现加法运算电路图实现加法电路，接成反相放大电路，它是属于多端输入端的电压并联负反馈电路，利用虚短虚断概念得 VO=-Rf/R1*VS1 )+Rf/R2*VS2 ),式中的负号是因反相输入端所引起的。由于电路图的 R仁R2=Rf,所以V0=-VS1+VS2).由波形图看出， V0与VS1+VS2 )呈反相关系，故结论正确减法运算电路SIHEmTICL-u -从电路结构看，电路图是反相输入和同相输入相结合的放大电路，图中的四个电阻阻值相等，由式子

7、V0=Rf/R1VS2-VS1 ），即卩V0=VS2-VS1 ），即输出电压与两输入电压之差成比例。由波形图可以看出，V0与VS2-VS1 ）的波形成比例，故结论正确。3实现积分运算电路SCHEIATJTHfiDJ - PSpy J/D -曰OA gCHElATICl+i 2 怙Hl时MJC * A 君 *1 爭|MEWLllCi I!監热曲Q Cl Sr現 阻窈:馨“占.isdB-SEEd Sinlt.t：LiD hrhli.11 5iHLAivn runjiig.* Trt SdlliTKL-irt 3 uriS-xdMhLLEL-uaCi. | wrdnrraitlrUl FMd ik

8、ui dkariluj. TU mTaflTruiKbi Abklsni iTruaLvrvt 1U1 讥：mi i.u.3hdTljSd 曲 f 5 2*3 TbM Z 13JI-1JEr S.Qt Y WMT J1001从电路图可以看出，假设电容C的初始电压为零，利用虚短虚断概念得，积分电路的表达式为V0=-1- lie iulii.i n Irw,口也Tfri.也山諾JL1 -曲滋占監热新Q Ll f t弭阻瓯 V v df1r冲近+K-HEUTIC - DE积分电路中的电阻和电容对换位置，并选取比较小的时间常数RC,便得到微分电路。根据虚短虚断概念得，-VO=RC*dV1/dt式子表明

9、，输出电压正比于输入电压对时间的微商。当输入信号V1=sinwt，则输出信号 V0=-RCwcoswt由波形图可看出 V1是正弦信号，输出的是反相的余弦信号， 故结论正确。5实现对数运算电路SivuMLicu nr-o-Eilsjdr*niB4 rriSilt i5anUTKL-aK-J vnd百 rLrmtClVriUl FMd ifa mJ ikarikij, 2 WT” K lulgruHK hMljni* Eini 心M在对数运算器中，进行直流扫描分析，扫描变量设为V1,扫描值从1v开始进行扫描，因为再电压较小的时候会成线性分布，扫描值从0.01V开始，呈对数关系，且扫描的结果符合输出

10、电压小于0.7v。6实现模拟乘运算法器- FSflcf ili?D lxUi-2HkUtlCnrl irlJ fL |J| 1 IfnEl-M TiBIf1.遇-a.x卫宇宙5A二；|ONiliClfl53S| II 1曲砂剜 | SiKliiiaiK rrrEiLa AIHLMDiZI-S-S3?SiMlkkn ruuLCm rn-r&Ls -rnwmri ijua 1 WmEtpnwnriFHM m briiaf Z eirtvkimF cirmiCitm I ri-vi in Urd cIhIi1 ft4TK jUihljrai-al-*r*.irxn rlvpcaRj;JC AvkJF

11、IF Ei単iihT在对数和反对数运算的基础上，把乘除和除法的运算化简为对数的加法和减法运算，再进行反对数运算就实现乘除运算的目的。当R1 R2 R3 Rf的值相等时，模拟乘法运算器的表达式为V0=VX*VY/VZ由波形图得出 VX*VY/VZ 和V0的波形呈正比例关系。所以结论正确。六、结论与体会结论：集成运算放大器是一种具有高开环放大倍数，按照运算关系可分为比例、加法、减法、积分、微分等。利用输入方式和运算关系的组合，可接成各种运算放大器电路。实验设计过程应该采 用适当的设计方案，使得实现条理清晰。实验的设计任务中的每个运算放大器都有其各自的特点和 实现的方法，应该根据每个实验设计任务的具体情况选择适合的扫描分析，扫描值和输出波形，这 样才能保证实验有效的进行。体会：本次课程设计通过所学的PSPICE仿真软件来仿真多种集成运算放大电路，使