模拟电子技术微分与积分运算电路-教学文稿
- 格式:pptx
- 大小:1.64 MB
- 文档页数:14
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:积分运算电路 微分运算电路 比例运算电路 比例求和运算电路图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 D51N4007D61N4007LED2LED1R11k¦¸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。
实验五 集成运放积分、微分运算电路一、实验目的1、进一步理解运算放大器的基本性质和特点。
2、熟悉集成运放构成的几种运算电路的结构及特点,测定其运算关系。
3、学习区别运算放大器的非线性电路和线性电路,掌握非线性电路的应用。
二、实验原理在自动控制系统中广泛使用比例—积分—微分电路,本实验所涉及的积分运算电路、微分运算电路即是这种电路的基础。
⒈ 积分运算电路基本积分运算电路是以电阻作为输入回路,反馈回路以电容作为积分元件,电路如图5-1所示。
当运算放大器的开环电压增益足够大时,可认为:i C R i =1R v i IR =()td t v d Ci o C −=其中 图5-1 积分运算电路()()()∫+⋅−=01Oio V t d t v RCt v 输入与输出间的关系为:在初始时电容上的电压为零,则 ;当输入信号 是幅度为V 的阶跃电压,则有:()0()t V V i 0=O即:输出电压 是随时间线性减小,见图5-2积分电路的应用时,应注意运算放大器的输入电压和输出电流不允许超过它的额定工作电压U SCM 和工作电流I SCM 。
为了减小输出的直流漂移,若将电容C上并联 一个反馈 图5-2 积分状态图()()t V CR t d V C R t d t V C R t v tti o ⋅−=−=⋅−=∫∫10101111()V t o电阻R F ,电路如图5-4所示。
输入与输出间的关系为:()()∫⋅−≈td t v RCt v io 1由于R F 的加入将对电容产生分流作用,从而导致积分误差。
在考虑克服误差时,一般满足 。
C太小,会加剧积分漂移,C太大,电容漏电也随着增大。
通常取 , 。
CR C R f 11R R f ≥F C 〉〉μ1≥⒉ 微分运算电路微分运算放大电路是对输入信号实现微分运算,它是积分运算的逆运算。
如图5-3所示为基本微分运算电路;其输出电压为:()图5-3 基本微分运算电路()t d t v d t F o ≈CR v i −从上式可以看出:当输入信号 是三角波时,其输出 既是矩形波。