利用multisim仿真设计反相加法电路

利用 Multisim 仿真设计反相加法器电路姓名：XXX 学号：xxxxxxxxxx一、设计要求采用一片集成运放设计一反相加法电路，要求关系式为 ，并且要oi1i2i35()uu求电路中最大的阻值不超过 100kΩ。二、电路图设计及理论分析(1) 构建反相加法器电路如图 1 所示∞+−+Ui 2RfR2RpR1R3Ui 3Ui 1Aμ A 7 4 1+−+Ui 2RfR2RpR1R3Ui 3Ui 1Uo1 0 0 k Ω2 0 k Ω4 k Ω6 . 6 5 k Ω2 . 2 1 k Ω图 1. 电路模型 图 2. 完整电路图(2) 理论分析选用 μA741作为集成运放，取 Rf=100kΩ i3i2i13i2i1ifo 55uuuRu所以 R1=20 kΩ，R 2=4 kΩ， R3=6.67 kΩ，R p=R1//R2//R3//Rf=2.22 kΩ取 R1=20 kΩ，R 2=4 kΩ， R3=6.65 kΩ，R p=R1//R2//R3//Rf=2.21 kΩ得到完整电路图如图 2 所示。三、Multisim 仿真验证1、用 Multisim 绘制反相加法器电路图本设计所需元器件如表 1 所示。所绘制的反相加法电路如图 3 所示。图中左侧的串联分压电路用以构建输入信号ui1、u i2 和 ui3。表 1 反相加法器所用的元器件元器件 所属库1 LM741CN Analog/OPAMP2 直流电源 DC_POWER Sources/POWER_SOURCES3 直流电源 VCC VEE Sources/POWER_SOURCES4 电阻 Basic/RESISTOR5 单刀双掷开关 SPDT Basic/SWITCH6 电位器 Basic/POTENTIOMETER7 接地 GROUND Sources/POWER_SOURCESU 1L M 7 4 1 C N3247651R f1 0 0 k ΩR 12 0 . 0 k ΩR 24 . 0 k ΩR 36 . 6 5 k ΩR p2 . 2 1 k ΩV 11 2 V 201R 42 0 0 k ΩR 53 0 0 k ΩR 64 0 0 k ΩR 71 0 k ΩK e y = A4 0 . 7 %R 82 0 k ΩK e y = B3 3 . 6 %R 95 0 k ΩK e y = C5 . 7 %0003V C C1 5 VV E E- 1 5 VV C CV E ES 1键= 空 格41 17650U OV ( d c ) : 3 2 . 1 m VU I 1V ( d c ) : 1 4 5 u VU I 2V ( d c ) : 5 4 2 u VU I 3V ( d c ) : 2 6 0 u V图 3 Multisim 绘制的电路2、测试输入为 0 时的输出电压 UO 运行仿真，按空格键使 S1 向下，置零 V1，读出此时的输出电压 UO =32.1mV。如图 3所示。3、按空格键使 S1 向上，接入 V1，按 A、B、C 键调节Ui1=0.2V，U i2=0.1V，U i3=0.06V，测量此时的输出电压 UO=−4.35V，如图 4(a)所示。修正后的输出 UO=−4.35−UO =−4.38V理论计算值 UO=−5Ui1−25Ui2−15Ui3=−1.0−2.5−0.9=−4.4V按 A、B、C 键调节 Ui1=0.3V，U i2=0.12V，U i3=0.1V，测量此时的输出电压UO=−5.94V，如图 4(a)所示。修正后的输出 UO=−5.94−UO =−5.97V理论计算值 UO=−5Ui1−25Ui2−15Ui3=−1.5−3−1.5=−6.0VU 1L M 7 4 1 C N3247651R f1 0 0 k ΩR 12 0 . 0 k ΩR 24 . 0 k ΩR 36 . 6 5 k ΩR p2 . 2 1 k ΩV 11 2 V 201R 42 0 0 k ΩR 53 0 0 k ΩR 64 0 0 k ΩR 71 0 k ΩK e y = A4 0 . 7 %R 82 0 k ΩK e y = B3 3 . 6 %R 95 0 k ΩK e y = C5 . 7 %0003V C C1 5 VV E E- 1 5 VV C CV E ES 1键= 空 格41 17650U OV ( d c ) : - 4 . 3 5 VU I 1V ( d c ) : 2 0 0 m VU I 2V ( d c ) : 1 0 0 m VU I 3V ( d c ) : 5 9 . 8 m V(a) 反相加法运算 1U 1L M 7 4 1 C N3247651R f1 0 0 k ΩR 12 0 . 0 k ΩR 24 . 0 k ΩR 36 . 6 5 k ΩR p2 . 2 1 k ΩV 11 2 V 201R 42 0 0 k ΩR 53 0 0 k ΩR 64 0 0 k ΩR 71 0 k ΩK e y = A6 8 . 8 %R 82 0 k ΩK e y = B6 0 . 4 %R 95 0 k ΩK e y = C1 3 . 5 %0003V C C1 5 VV E E- 1 5 VV C CV E ES 1键= 空 格41 17650U OV ( d c ) : - 5 . 9 4 VU I 1V ( d c ) : 3 0 0 m VU I 2V ( d c ) : 1 2 0 m VU I 3V ( d c ) : 1 0 0 m V(b) 反相加法运算 2图 4 反相加法运算结果4、结论从两次运算结果来看，设计的反相加法器电路实现了 UO=−5Ui1−25Ui2−15Ui3 运算。