求助:使用multisim搭建积分电路时遇到的问题

作者在搭建积分电路时对输入源(阶跃电流源和直流电流源)的行为感到困惑,观察到阶跃电流可产生积分效果,而直流电流则无明显变化。文章探讨了积分电路的理想输入信号类型、电流还是电压,并提及一个似乎违反直觉的实例,即在转换电路中,直流电流源却能产生积分。作者寻求解答电路设计和输入选择的正确性。

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最近按照书本上以及网上的一些资料搭建了几个不同的积分电路,对于电路的输入使用什么输入源产生了一些困惑,想请各位解疑答惑。

这是我按照资料搭建的一个简单的积分电路:

图1

可以看到在图1这个电路中,我放了两个输入源,S1所连的输入源是阶跃电流源(配置是:初始电平0A,最终电平3mA),S2所连的是直流电流源(配置是:电流3mA)。

上图是当S1闭合后(也就是阶跃电流源接入电路中)示波器的输出波形,可以看到输出的波形呈上升趋势。

上图是当S2闭合后(也就是直流电流源接入电路中)示波器的输出波形,可以看到输出的波形是一条平行于横轴的直线。

下图是用运放搭建的一个积分电路:

图2

在图2的电路图中,S4所连的输入源是阶跃电流源(配置是:初始电平0A,最终电平3mA),S3所连的是直流电流源(配置是:电流3mA)。

上图是当S4闭合后(也就是阶跃电流源接入电路中)示波器的输出波形,可以看到输出的波形呈逐渐下降的趋势,最终趋于稳定。

上图是当S3闭合后(也就是直流电流源接入电路中)示波器的输出波形,可以看到输出波形是一个平行于横轴的直线。

到这里,我有了很多疑惑:

①对于积分电路来说,它的输入应该是什么?我上边所述的情况,当电路输入源为阶跃电流源的时候可以看到输出波形有明显的积分现象,但是输入源为直流电流源的时候输出波形就是一条直线,并没有积分现象。根据课本上的介绍,积分电路的输入可以是阶跃信号、方波或者正弦波我把图二中的输入源改为了方波,也可以看到很明显的积分现象。

②根据这些情况我是不是可以推断出积分电路的输入源必须是阶跃信号,方波或者正弦波才能实现积分,如果换成别的类型的信号(包括直流电流源)输入就无法正常积分了?

③还有一个问题就是这个输入的信号源应该是电压还是电流,我上边所述的都是以电流源作为输入的,换成电压源作为输入是否还能有正常的积分现象?

通过上边的现象我们好像是得出了直流电流源无法作为积分电路的输入这个结论 ,但是我又遇到了与这个结论相悖的情况:

图3

图3是一个转换电路中的积分电路部分,可以看到这个电路的输入源是一个直流电流源,它的输出波形是下图中的蓝色线部分(其中有上升有下降是因为当积分电路部分的输出电压超过比较器设置的阈值后,会给积分部分提供一个与输入电流相反的电流量,使积分电路部分的电容放电重新回到阈值内,然后积分电路的电容又会重新充电,超过阈值后又会重复上述操作)。

可以看到在这个电路中输出的蓝色波形是有积分现象的。而这个电路的输入是一个直流电流源,我把输入变成阶跃电流源之后反而不能正常积分了。为什么会出现这些相悖的情况?到底是因为我的电路搭建的有问题还是我选择的输入源不正确?那什么才是正确的?

以上就是我近期遇到的一些问题,如果各位有什么见解还请不吝赐教。

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