實驗課程電路分析實驗-EDA部分實驗課程一、實驗目的.掌握一階RC微分、積分電路的組成與工作原理；.掌握運用MULTISUM軟件實現一階有源RC微分、積分電路的設計方法;.掌握運用MULTISUM軟件實現RC微分、積分電路的測試、分析方法；.培養學生對知識的綜合運用能力，提高學生創新能力。二、實驗性質設計性實驗三、設計報告無源RC微分積分電路實驗原理RC電路對輸入的脈沖信號的響應變化為電容的充放電過程造成的，對于線性時不變電阻，在電容的充放電過程中VCR關系可表示為dqd(Cu)du

i(t)=dt=dt=Cdtu(t)=1ru(t)=1r八，fi(t)dtRC電路對輸入的脈沖信號的響應變化為電容的充放電過程造成的，對于線性時不變電阻，在電容的充放電過程中VCR關系可表示為dqd(Cu)dui(t)=dt=dt=Cdtu(t)=1fl(t)dt這說明電容中的電流與電壓的微分成正比，電容電壓與電容中電流的積分成正比。把一個電容和一個電阻串聯，輸入時變信號ui為激勵信號，則可得電阻R兩端的電壓和電容C兩端的電壓分別滿足u(t)=R*i(t)=RCduc(t)弋RCdui(tRCdtdtu(t)=1fL(t)dt=1盧("dt°1fu.(t)dtCCCCRRCl以上公式表明，當以時變信號叫作為輸入時，電阻兩端電壓uR與\對時間的微分成正比，電容兩端的電壓UC與ui對時間的積分成正比。則選取電阻兩端電壓UR為輸出信號，構成微分電路；選取電容兩端電壓UC為輸出信號，構成積分電路。積分電路和微分電路的特點微分電路可把矩形波轉換為尖脈沖波，此電路的輸出波形只反映輸入波形的突變部分，即只有輸入波形發生突變的瞬間才有輸出。而對恒定部分則沒有輸出。輸出的尖脈沖波形的寬度與R*C有關（即電路的時間常數），R*C越小，尖脈沖波形越尖，反之則寬。此電路的R*C必須遠遠少于輸入波形的寬度，否則就失去了波形變換的作用，變為一般的RC耦合電路了，一般R*C少于或等于輸入波形寬度的1/10就可以了。積分電路可將矩形脈沖波轉換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉換為拋物波。時間常數R*C,構成積分電路的條件是電路的時間常數必須要大于積分電路能將方波轉換成三角波。積分電路具有延遲作用。（1）一階無源微分電路參數選擇原則：RC<<T方波（脈沖寬度）理由：由微分電路公式推導過程中AC"%?*AC"%⑷可推得，若要使電容電壓和輸入dtdt電壓近似相等，則必須先經過電容的瞬態響應，當輸入的時變信號為方波時，若要使電容的瞬態響應可以被忽略，則時間常數（R*C）的值必須遠小于方波周期，此時電容充放電速度極快，電容兩端電壓可近似等于輸入電壓。（2）仿真實驗(2)一階無源積分電路參數選擇原則：RC>>T方波理由：由積分電路公式推導過程中1/"R⑴dt*11a.(t)dt可推得，若要使電阻電壓CRRCi和輸入電壓近似相等，則電容的充放電過程需要被忽略。當輸入信號為方波時，配置電路時間常數(R*C)遠大于方波周期，則電容充放電速度極慢，可以被忽略。RC有源一階積分電路有源RC微分積分電路相較無源來說，多了一個反向放大器，因為運算放大器和三極管等需外接直流電源才能正常發揮作用的器件被稱為有源器件，所以此時電路為有源微分積分電路。.實驗原理如圖2.2所示為基本積分器電路。若集成運放滿足理想產HI運放條件，則該運放應具有“虛斷”與“虛短”的特點，結.-普……合電容的伏安特性，可推出其輸入、輸出關系為：可/予fC"㈤Iu=-Ju(t)dt+u(0)oRCio二二式中Uc(0)是t=0時刻電容C兩端的電壓值，即初始值。如果ui(t)是幅值為E的階躍電壓，并設Uc(0)=0,則U1Eu(t)=—JEdt=—0RCoRC11即輸出電壓uo(t)隨時間增長而線性下降。顯然RC的數值越大，達到給定的uo值所需的時間就越長。積分輸出電壓所能達到的最大值受集成運放最大輸出范圍的限值。輸入電壓經過RC電路的積分還經過反向放大器放大才得到輸出電壓Uo,因為反向放大器的存在電阻R作為輸入電阻，R兩端的電壓等于輸入電壓UI,而不是無源狀態下的近似等于，所以此時積分關系嚴格成立。.電路元件：一個反向放大器，一個1k。的定值電阻(輸入電阻)，一個0.1UF的電容.仿真電路

正弦應用.積分電路的應用很廣，它是模擬電子計算機的基本組成單元。在控制和測量系統中也常常用到積分電路。此外，積分電路還可用于延時和定時。在各種波形（矩形波、鋸齒波等）發生電路中，積分電路也是重要的組成部分。.微分電路可把矩形波轉換為尖脈沖波，電路的輸出波形只反映輸入波形的突變部微分電路分,即只有輸入波形發生突變的瞬間才有輸出.而對恒定部分則沒有輸出.輸出的尖脈沖波形的寬度與R*C有關（即電路的時間常數）.微分電路使輸出電壓與輸入電壓的時間變化率成比例的電路.微分電路主要用于脈沖電路、模擬計算機和測量儀器中.最簡