双限比较器与滞回比较器设计与仿真模电课设

1、.专业整理 .1. 21.1 21.2 22. multisim 32.1 32.1.1 32.1.2 32.2 multisim 43. 54. 64.1 64.2 75. 85.1multisim 85.2multisim 86. 97.10. 学习帮手 .专业整理 .1 课程设计的目的与作用1.1 课程设计的目的模拟电路课程设计是模拟电子技术课程重要的实践性教学环节，是对学生学习模拟电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一个或两个课题的设计 、安装和调试来完成的 。通过模拟电路课设要求学生：1、根据给定的技术指标 ，从稳定可靠 、使用方便 、高性能价格比出发来选择方案，运用所

2、学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法。5、进一步数以电子仪器的使用方法。6、学会撰写课程设计总结报告。7、培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度1.2 课程设计的作用学生运用所学的知识 ,动脑又动手 ,在教师指导下 ,结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验 ,培养学生分析 、解决实际电路问题的能力。该课程的任务是使学生掌握模拟电子技术方面的基本概念、基本原理和基本分析方法，重. 学习帮手

3、 .专业整理 .点培养学生分析问题和解决问题的能力，初步具备电子技术工程人员的素质，并为学习后继课程打好基础。课程设计是模拟电子技术基础课程的总结性教学环节，会培养学生综合运用本门课程及有关选修课的基本知识去解决某一实际问题的训练，加深课程知识的理解 。在真个教学计划中 ，它起着培养学生独立工作能力的重要作用。设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。2 设计任务及所用multisim软件环境介绍2.1 课程设计的任务与要求2.1.1 课程设计的任务1、双限比较器电路设计 、分析、仿真2、滞回比较器电路设计 、分析、仿真2.1.2 课程设计的要求1、设计一个双限比较器电路，了解双限比较器电路的

4、组成，理解工作原理 ，并对仿真电路图进行分析 ，了解传输特性及门限电平。2、设计一个滞回比较器电路，了解滞回比较器电路的组成，通过仿真电路图分析测得其输入输出波形 ，估算滞回比较器两个门限电平的值。3、熟练掌握双限比较器和滞回比较器的应用，学会对反馈电路的分析。. 学习帮手 .专业整理 .2.2multisim软件环境介绍Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA 工具软件 。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim是一个完整的集成化设计环境 。 Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很

5、方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。Multisim软件特点(1)直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据 、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。(2)丰富的元器件库 ：Multisim大大扩充了EWB 的元器件库 ， 包括基本元件 、半导体器件 、运算放大器 、TTL和 CMOS 数字 IC、DAC、ADC及其他各种部件 ，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件

6、模型，还可通过 liT 公司网站或其代理商获得元件模型的扩充和更新服务。(3)丰富的测试仪器 ： 除 EWB 具备的数字万用表 、函数信号发生器、双通道示波器 、扫频仪 、字信号发生器 、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，. 学习帮手 .专业整理 .Multisim新增了瓦特表 、失真分析仪 、频谱分析仪和网络分析仪。尤其与EWB 不同的是 ：所有仪器均可多台同时调用。(4)完备的分析手段 ：除了 EWB 提供的直流工作点分析、交流分析 、瞬态分析 、傅里叶分析 、噪声分析 、失真分析 、参数扫描分析 、温度扫描分析、极点一零点分析 、传输函数分析 、灵敏度分析 、最坏情况分析和蒙特卡罗分析外 ，Mu

7、ltisim新增了直流扫描分析、批处理分析 、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。(5)强大的仿真能力 ：Multisim既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF) 电路的仿真功能 。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。3 电路模型的建立. 学习帮手 .专业整理 .VE E-15VVEE4R1 1k|?492VD15R21k|?A163371741510UREF18 V74RLR31k|?1VD21k|?260R4 1k|?A2682UI3741711 V5UREF2VCC

8、-3 V0VCC15V图 3-1. 双限比较器电路图 3-1 所示，电路中有两个集成运放 1 和 2，输入电压 I 各通过一个电阻 R 分别接到 1 的同相输入端和的 2 反相输入端 ，两个参考电压 REF1 和 REF2 分别加在 1 的反相输入端和 2 的同相输入端 ，其中REF1 REF2， 1 和2 的输出端各通过一个二极管，然后连接在一起 ，作为双限比较器的输出端。. 学习帮手 .专业整理 .VCC15VVCCRF330k|?R220k|?715U1723RR16511k|?427.5k|?4741VDZ1UREF63 VVEE6 VUiVDZ205 Vrms3 V50 Hz00De

9、gVEE-15V图 3-2. 滞回比较器电路图 3-2 所示，输入电压经电阻 1 加在集成运放的反相输入端 ，参考电压经电阻 2 接在同相输入端 ，此外从输出端通过电阻 F 引回同相输入端 。电阻 和背靠背稳压管 Z 的作用是限幅 ，将输出电压的幅度限制在正负Z。4 理论分析及计算4.1 双限比较器电路的设计分析及计算. 学习帮手 .专业整理 .如果 I REF2(当然更满足 I REF1），则1 输入低电平 ，2 输出高电平 ，此时二极管 1 截止， 2 导通，输出电压 O 为高电平。如果 I REF1(当然更满足 I REF2），则1 输入高电平 ，2 输出低电平 ，此时二极管 1 导通，

10、 2 截止，输出电压 O 也是高电平。只有当REF2 I REF1时，集成运放 1 和2 均输出低电平 ，二极管 1 和 2 均截止，则输出电压 O 为低电平 。4.2 滞回比较器电路的设计分析及计算在集成运放反相输入端与同相输入端电位相等，即 -= + 时，输出端的状态即将发生跳变 。其中 - = I+ 则由参考电压 REF 及输出电压 O 二者共同决定 ，而 O 有两种可能的状态：+ Z 或-Z。由此可见 ，使输出电压 + Z 由跳变为 -Z，以及由-Z 跳变为 + Z 所需的输入电压值是不同的。这种比较器有两种不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状 。估算滞回比较器两个门限电平的值。利用叠

11、加原理可求得同相输入端的电位为. 学习帮手 .专业整理 .? =F2 REF+Uo+F+ 2F+ 2若原来 Uo=+ Z，当I 逐渐增大时 ，使O 从+ Z 跳变为 - Z 所需的门限电平用 T+ 表示，由上式可知F REF+2T+ =ZF+ 2F+ 2若原来的 Uo=- Z，当I 逐渐减小时 ，使O 从- Z 跳变为 + Z 所需的门限电平用 T-表示，则T-=F2 REF-ZF+ 2F+ 2上述两个门限电平之差称为门限宽度或回差，用表示 T 表示，由以上两式可以求得2 2ZT+ = T+ T-F+ 2由上式可见 ，门限宽度 T 的值取决于稳压管的稳定电压Z 以及电阻 2 和F 的值，但与参

12、考电压 REF 无关 。 改变REF 的大小可以同时调节两个门限电平T+和T-的大小，但二者之差 T 不变 。也就是说 ，当 REF增大或减小时，滞回比较器的传输特性将平行的左移或右移，但只会曲线的宽度将保持不变。. 学习帮手 .专业整理 .5 仿真结果分析5.1 双限比较器电路的multisim仿真结果分析由图可得 ，双限比较器的两个门限电平为 TL=-3 ， TH=-8 。5.2 滞回比较器电路的multisim仿真结果分析. 学习帮手 .专业整理 .上图蓝色波形为输入波形，红色波形为输出波形由图可以看出 ，当输出波形发生跳变时 ，输入波形的示数分别是4.8V和 2.4V，这两个示数即为滞

13、回比较器的两个门限电平UT+ 和 UT-。6 设计总结我在这次课程设计中可以说是受益匪浅，不仅打字技术提高了好多，将书本上的理论知识进行了深入理解，更重要的是明白了实践的重要性。要想设计出一个较好的电路 ，光靠书本上的知识还远远不够，要结合实际情况全方面的去思考，经过多次不断修改验证后使其达到需要的性能指标。在设计的过程中方案的选择尤为重要 ，不仅要考虑到是否满足设计的性能指标，还要尽量使其电路结构简单 。 设计的过程中难免会遇到许多问题，这时则需要我们开动脑筋，查阅资料 ，结合所学知识去分析解决问题。课程设计不仅是一门任务，更多的是教会我们怎样灵活运用书本上所学的知识，培养我们善于调查研究，

14、勤于创造思维，勇于大胆开拓的自主学习和工作作风。通过对 Multisim的仿真设计双限发生器电路及滞回比较器电路，基本掌握了 Multisim 软件的基本使用方法 ，能在 multisim 环境下建立电路模型 ，能进行正确的仿真 ，且能对仿真结果进行正确的分析 。 通过本次课程设计 ，提高了动手能力 ，并且对双限比较器及滞回比较器还有反馈有了深刻的认识。在课程设计过程中 ，不断发现错误 ，不断改正 ，不断领悟 ，不断获取 。最终的检测调试环节，本身就是在践行 “过而能改 ，善莫大焉 ”的知行观 。 这次课程设计终于顺利完成了 ，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导和同学的帮助下，终于游逆而解 。 在今后社会的发展和学习实践过程中，我也一定要不懈努力，不. 学习帮手 .专业整理 .能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现