实验三 积分环节、微分环节和的模拟仿真
一、实验目的
1、 学习积分环节，微分环节的模拟方法。
2、 学习积分环节，微分环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。
3、 掌握用运放组成控制系统积分环节，微分环节的电子电路。 4、 通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响。 二 实验设备和仪器
实验采用Multisim 电子仿真软件，进行典型环节的仿真 三、实验线路及原理
以运算放大器为核心元件，有不同的R-C 输入网络和反馈环节网络组成的各种典型，如图1，图中z 1，z 2为复数阻抗，它们都由R ，C 构成。
图1运放的反向连接
基于图中A 点的电位为虚地， 略去流入运放的电流，则由图1 得：
由上式可求得由下列模拟电路组成典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 四 实验步骤
1、在仿真软件中画出实验原理图，并进行仿真，观测计算机屏幕出现的响应曲线及数据。 2、记录波形及数据。
3、分析实验响应曲线与理论仿真曲线的区别，并分析出差异的原因。 五 实验内容
（1）分别画出积分，微分和振荡环节的模拟电路图。
（2）按下列分典型环节的传递函数，调节响应的模拟电路的参数，观察并记录其单位阶跃响应波形。
1、积分环节的传递函数如下：
1S 11
G (s ) ===
R 1R 11C 1S TS 式中积分常数T =R 1C 1。
积分环节的模拟电路如图2所示，其中R =1M, C =0.01μ 其输出响应曲线如图3所示。
图2 积分环节的模拟电路
3 积分环节的输出曲线
其中R =1M, C =0.01μ 2微分环节：
G (S ) =
式中微分常数T =R 1C 1。
微分环节的模拟电路如图4所示，其中R =1M, C =0.01μ 其输出响应曲线如图5所示。
J1
3
2
R 1U 0(S ) 11===Ui (S ) R 1C 1S TS 1S
Key = A
V1-1 V
图4 微分环节的模拟电路
图5 微分环节的输出曲线
3、比例加微分环节：
图6和图7分别为比例微分环节的模拟电路和输出曲线。
图6比例微分的模拟电路
图7 比例微分的输出曲线
其中R 1=1M，R 2=1M，C =0.001μF
实验三 积分环节、微分环节和的模拟仿真
一、实验目的
1、 学习积分环节，微分环节的模拟方法。
2、 学习积分环节，微分环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。
3、 掌握用运放组成控制系统积分环节，微分环节的电子电路。 4、 通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响。 二 实验设备和仪器
实验采用Multisim 电子仿真软件，进行典型环节的仿真 三、实验线路及原理
以运算放大器为核心元件，有不同的R-C 输入网络和反馈环节网络组成的各种典型，如图1，图中z 1，z 2为复数阻抗，它们都由R ，C 构成。
图1运放的反向连接
基于图中A 点的电位为虚地， 略去流入运放的电流，则由图1 得：
由上式可求得由下列模拟电路组成典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 四 实验步骤
1、在仿真软件中画出实验原理图，并进行仿真，观测计算机屏幕出现的响应曲线及数据。 2、记录波形及数据。
3、分析实验响应曲线与理论仿真曲线的区别，并分析出差异的原因。 五 实验内容
（1）分别画出积分，微分和振荡环节的模拟电路图。
（2）按下列分典型环节的传递函数，调节响应的模拟电路的参数，观察并记录其单位阶跃响应波形。
1、积分环节的传递函数如下：
1S 11
G (s ) ===
R 1R 11C 1S TS 式中积分常数T =R 1C 1。
积分环节的模拟电路如图2所示，其中R =1M, C =0.01μ 其输出响应曲线如图3所示。
图2 积分环节的模拟电路
3 积分环节的输出曲线
其中R =1M, C =0.01μ 2微分环节：
G (S ) =
式中微分常数T =R 1C 1。
微分环节的模拟电路如图4所示，其中R =1M, C =0.01μ 其输出响应曲线如图5所示。
J1
3
2
R 1U 0(S ) 11===Ui (S ) R 1C 1S TS 1S
Key = A
V1-1 V
图4 微分环节的模拟电路
图5 微分环节的输出曲线
3、比例加微分环节：
图6和图7分别为比例微分环节的模拟电路和输出曲线。
图6比例微分的模拟电路
图7 比例微分的输出曲线
其中R 1=1M，R 2=1M，C =0.001μF