Proteus在模拟电路中仿真应用.docx

1、Proteus在模拟电路中仿真应用Proteus在模拟电路中仿真应用Proteus在很多人接触都是因为她可以对单片机进行仿真，其实她在模拟电 路方面仿真能力也很强大。下面对几个模块方面的典型带那路进行阐述。第1部分模拟信号运算电路仿真1.0运放初体验运算，顾名思义，正是数学上常见的加减乘除以及积分微分等， 这里的运算电路，也就是用电路来实现这些运算的功能。 而运算的核心就是输入和输出之间 的关系，而这些关系具体在模拟电路当中都是通过运算放大器实现的。 运算放大器的符号如图1所示。图1运算放大器符号运算器都工作在线性区，故进行计算离不开工作在线性区的“虚短”和“虚断”这两个基本特点。与之对应的，

2、在 Proteus中常常用到的放大器有如图2几种。图2 Proteus中几种常见放大器上面几种都是有源放大器件，我们还经常用到理想无源器件，如图4所示，它的位置在“ Categor/ “ Operational Amplifiers”一“ OPAMP”。WMF EnnaUiKi kchuicE Hwstf J)C-LFhE l LriLLbki-XHHTA1EIZDi 4 TTMi. naatiriPtwi li-wn- 血4ri.出! 3i iTfUr t LiLfFE 3ri*Uiijaf LM*icaiITHte *wi-r Tb MUlrid.a TriMLEtlTE TTL 利 au

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11、比例运算电路可知：斛我们仿真的值：Ui= R1(1) = U R =2K ,Rf =10K，故U。= 一5/ 。(2)反相加法运算电路，如图6所示，与反相比例运算电路相比多了几个输入信号。图6反相加法运算电路满足的运算法则为：U。=-(虫*山+邑* U2 +邑* Ui3)Ri & R3我们仿真的值：Ui 二 R1(1) = V ,R =R2 二 R3 =5K,Rf =10K，故U。- -(*uii *2 且* Ui3)- -0V。Ri R2 R3(3)同相比例运算电路，顾名思义，信号从同相输入端进入，如图 7所示RF5K1K图7同相比例运算电路满足的运算法则为：u。二(1 -Rl)*u我们仿真

12、的值： 5 二 R2(3) =0.5/ =1K,R2 =1K,Rf = 5K ,故，u。=(1 氏)*u = (1 5)*0.5 =3.0VRi 1(4)同相加法运算电路，如图8所示，与同相比例运算电路相比也只是多了几个输入。图8同相加法运算电路满足的运算法则为：Uo=(1 旦)& u*1 F u*2R u*i3 ) R1 戌 R2 R其中，R=R/R3/R4/R。我们仿真的值：Ui 二 R2(1) = 0.5/ ,尺=1K,R2 二 R3 二 R4 =1K ,Rf = 5K ,故,=(1 5)*( 0.25 *0.5 0-25*0.5 0-25 *0.5) =2.25V11 1 11.2积分

13、器与微分器(1)积分器如图9所示，与反相比例运算电路相比，只是将反馈电阻Rf换成 电容Cf，信号发生器设置成10mV、1kHz的方波。示波器设置的界面如图 10 所示。其中Waveform用来选择波形型号，Frequency进行频率设定，Amplitude 进行幅度设定。R3I20KC10.047uF图9积分器图10信号发生器界面仍然由“虚短”和“虚断”得到，运算法则为： Uo - Uidt-R*Cr图9的仿真结果如图11所示。方波在半周期内是直线输出，积分后就成了 线性输出一一三角波。图11积分器仿真结果(2)微分器，如图12所示，与积分器相比，将反馈电容 Cf与反相输入端Ri对调。信号发生

14、器设置成10mV、1kHz的三角波。就成了直线输出一一方波。图13微分器仿真结果1.3波形发生器由上面的函数型号发生器可以看到， 能将常用的波形都输出来。然而，波形 中最基本的算方波，经过一次积分可以变成三角波，经过两次积分就变成三角波。这里运用555定时器来形成方波。555定时器组成的多谐振荡器是在内部通改变比较器（运放构成）的输入电压，从而使触发器改变状15所电路如图14所示。其中Outl、Out2和Out3分别输出的波形如图示。图14波形发生电路图15波形发生电路仿真结果1.4直流电源电子产品中很多地方都需要直流电源来供电。 这种电源虽然可以考虑直接使 用干电池，但比较经济实用的办法是利

15、用由电网提供的交流电源经过整流、 滤波和稳压以后得到的。对于一般直流电源，包括电源变压器、整流电路、滤波器和 稳压电路四个组成部分。对于直流电源的主要要求是，输出的电压的幅值稳定， 即当电网电压或负载电流波动时能基本保持不变； 直流输出电压平滑，脉动成分小；交流电变换成直流电时的转换效率高。其电路仿真图见图 16.图16直流稳压电源（1） 变压电路这部分通过变压器将幅值较大交流电变为幅值更小的交流电。这部分图 16没有体现。（2） 整流电路整流电路的作用是将交流电变换成直流电。 采用桥式整流电路，它由4个二 极管构成桥式电路，电路如图5-73所示。（3） 滤波电路整流电路虽然可以将交流电变成直流电， 但输出的电压是单相脉动的，在很 多设备中，这种脉动是不允许的，因此我们还必须设计出减小脉动程度的电路， 这就是滤波电路。滤波电路也有很多种，这里采用电容滤波。他的原理：电容为 储能元件，两端的电压不能在电路状态改变时跳变。 在负载的两端加上一个电容就构成了简单的电容滤波电路。正相时给电容充电，负相时电容给负载放电，电 压就不变相了。（4）稳压电路采用集成稳压块7805,将输出的电源恒定在5V大小。经过上面几个环节后的，仿真结果图如图 17所示。i g：i tai OscilloECQpe图17直流稳压电源仿真结果图