使用一片通用四運放芯片LM324組成電路（采用Multisim 進行的仿真）

• 一、題目說明
• • 二、理論分析及電路分析
  • • 2.1三角波產生電路
    • 2.2加法器電路
    • 2.3濾波器電路
    • 2.4比較器電路
  • 三仿真電路及仿真結果
  • • 3.1三角波仿真結果如下圖所示：
    • 3.2加法器仿真結果如下圖所示：
    • 3.3濾波器電路仿真結果：
    • 3.4比較器電路仿真結果：
  • 四、仿真分析
  • 五、個人體會
  • 六、仿真程序鏈接

一、題目說明

使用一片通用四運放芯片LM324組成電路，實現以下功能：
使用低頻信號源產生ui1=0.1sin2πft（V），f=500Hz的正弦波信號，加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入有自制振蕩器產生的信號uo1。要求加法器的輸出電壓ui2=10 ui1+ uo1。ui2經選頻濾波器濾除uo1頻率分量，選出f信號為uo2，uo2為峰峰值等于9V的正弦信號，用示波器觀察無明顯失真。uo2信號再經比較器后在1KΩ負載上得到峰峰值2V的輸出電壓uo3。
電源只能選用+12V和+5V兩種單電源，由穩壓電源供給。不得使用額外電源和其他型號運算放大器。
要求預留ui1、ui2、uo1、uo2、uo3的測試端子。
其中uo1的波形圖如下所示：

二、理論分析及電路分析

• 由于后面的加法器，濾波器以及比較器必定會用到三個運算放大器，因此三角波自制器只能使用一個運放，故淘汰課本中的以積分電路的方法得到三角波的電路（因為使用了兩個運放），經查閱資料，可知可采用一片運放連接成滯回比較器，三角波可由滯回比較器的反相端輸出。則電路可有四個主體部分構成，分別為：三角波產生電路、加法器電路、濾波器電路、比較器電路。

2.1三角波產生電路

• 理論分析：由上述可知需采用滯回比較器，經查閱資料，一般滯回比較器產生三角波的電路可得，如下圖1-1所示：

• 則需要根據題目要求確定各個器件的參數，且題目中振幅為2v，T為0.5ms。則需要對該電路圖進行分析，利用電容兩端電壓uc（等于u-）和u+相比較，來決定輸出uo是高電平或者是低電平。如果uo為高電平時，對電容c充。同理，使uc增大至uc>u+時，uo反轉為低電平，則電容c放電，使uc減小。而uc的變化又使得輸出不斷翻轉。根據瞬態電路的三要素公式：uc（t）=uc（無窮）+[uc（0+）-uc（無窮）]e^{-t/rc}
  不行了…第一次用這個，不會打公式，直接上圖片了。以后有機會一定好好優化。
  
  根據上面的公式大家解出電路中的參數就完事了。

2.2加法器電路

理論分析：由于需要完成uI2=10ui1+uo1，則需要利用全加器的擴展電路， 電路圖如下圖所示：

參數可以自己設置，只要滿足限制關系式子就行啦

2.3濾波器電路

理論分析：由于正弦波信號ui1的頻率為500HZ，三角波信號uo1的頻率為 2khz，濾波器需要濾除uo1分量，所以可以采用低通濾波器，但是經過仿 真發現一階濾波器效果不好，故采用二階有源低通濾波器電路。 直接上圖：

根據方程解出滿足要求的結果即可，最終得到電路圖如下：

2.4比較器電路

采用單線比較器，當電壓比較器對兩個模擬電壓比較大小，判斷出其中哪一 個電壓電壓值較高，比較器輸入有一個同向輸入端和一個反向輸入端，一般 設置其中一個端的輸入電壓為參考電壓，假設同向端輸入電壓VA為參考端 ，設反向輸入端輸入電壓為VB，則當VB>VA時，輸出低電平，反之輸出高 電平。設計電路圖如下所示：

至此，理論分析基本結束嘍，可以進行仿真了，仿真軟件好多都可以，不過比較推薦的是 Multisim ，因為感覺上手起來比較簡單。（進來結一下廣告費hhh）

三仿真電路及仿真結果

3.1三角波仿真結果如下圖所示：

可見效果還是不錯的，hhh其實我感覺產生三角波這個是一個難點，因為只能用一片運放（哭）。，大家有啥好的想法也可以留言給俺，共同進步。

3.2加法器仿真結果如下圖所示：

3.3濾波器電路仿真結果：

3.4比較器電路仿真結果：

總的電路圖大家按照上面的分析的各個部分的連起來就完事了。

四、仿真分析

三角波產生電路的波形與理論值基本相符，但是尖端仍然有誤差，可以在該 電路上進一步改進，但是誤差在題目要求誤差范圍內。 加法器電路基于全加器的擴展電路構成，與理論值符合的較好 濾波器將2.0khz的波基本過濾，電壓增益為5，經過放大可以使得峰峰值大 于9v，滿足題目要求。 比較器輸出的最后最終波形有毛刺，但在誤差范圍內，可能是由于單限比較 器性能較差，故產生反轉次數較多，不穩定。建議使用遲滯放大器。

五、個人體會

第一次寫博客，好多方面都不太熟悉，大家多多包涵一下哦！（主要是要期末考試了，沒時間去看這個編輯器的用法55，有時間一定好好看下）
還有就是窩電太忙了，平時也沒時間寫這些東西，其實有好多東西都想用文字記錄下來，等以后有時間了在碼字吧…
補充：本文所有參考資料均來自高等教育出版社出版的《模擬電子線路基礎》（也就是窩電通院的魔電課本，傅豐林教授主編）

六、仿真程序鏈接

鏈接

總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用一片通用四运放芯片LM324组成电路（采用Multisim 进行的仿真）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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