模拟电路原理设计及应用
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模拟电路原理设计及应用范文第1篇
关键词：问题分析 Proteus 流水灯控制电路
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00
1专业课程教学过程中存在的问题分析
众所周知，《模拟电路》、《数字电路》、《单片机原理》等课程是电子信息、自动化和机电类专业的重要专业课程，这些课程都具有理论知识体系严谨、抽象和逻辑性强的特点，在教学过程中普遍存在的问题是：老师抱怨学生难教，学生认为课程难学、难理解，抱怨理论知识枯燥乏味，听不懂，这样就形成了一个恶性循环。出现这种恶性循环的原因分析如下：（1）从传统的由教师讲授、板书、学生做笔记的教学模式，到多媒体课件演示教学模式的转变，教学效果有了逐步的改善，但手、脑、口并用的追求却得不到学生的配合，学生自主参与性不高。（2）课堂教学与实践教学分离，老师先在课堂上讲完理论知识，然后再到实验室做一些验证性的实验，这样既达不到锻炼学生实际动手能力的效果，又使学生缺乏感性认识，致使教学效果较差。（3）实验条件有限。除了机房，相同功用的实验室一般只有一间，远远无法满足实际的教学需求。（4）实验设备投资、损耗大，易过时、滞后、使用率低。电子技术的发展日新月异，与一般实验室相比，设备使用周期较短，无法保证及时更新；实验仪器设备损耗、损坏、烧毁严重，无形中增加教师的工作量。基于以上因素，最终导致的结果是：在有限的教学时间中达不到较好的教学效果，同时学生在课外几乎没有自己做实验的机会，致使缺乏学习的积极性和主动性，日积月累就对专业课程的学习没了兴趣，厌学情绪加重。那么，有没有较好的解决办法呢？实践证明，在教学过程中引用仿真软件是非常有效的方法，而Proteus软件凭借自身的特点在教学过程中得到了普遍的应用。Proteus软件很好地解决了硬件电路设计和软件调试的问题，具有设计开发周期短的特点，节省时间的同时减少了反复进行硬件接线造成的元器件损坏的问题，学生可以自主地进行软硬件模拟，很容易实现教、学、做一体化，极大地激发了学生的学习兴趣和成就感。
2 Proteus仿真软件概述
Proteus仿真软件由英国Labcenter Electronics公司开发，是一款先进的EDA工具软件，具有如下特点：包含ISIS.EXE（电路原理图设计、电路原理仿真）和ARES.EXE（印刷电路版设计）两个主要程序，可以实现对分立元件的仿真，对电路原理的仿真和对多种带CPU的可编程逻辑器件的仿真，不仅可以完成电路分析、模拟电路、数字电路等课程的实验仿真，还可以完成单片机与接口等综合系统的仿真实验。此外，Proteus电路原理图设计中，电路激励源、虚拟仪器（示波器、信号源等）、图表以及探针一起出现在电路中，能够帮助完成电路的仿真和测试，便于电路的分析和修改。
3 Proteus仿真软件在教学中的应用
《单片机原理与应用》课程在电子类专业课程中起着举足轻重的作用，但因概念及理论较为抽象，程序设计较难理解和掌握，想要教好和学好这门课就存在着较大的困难。因此，在教学过程中，借助Proteus软件完成从硬件电路原理图、代码调试到单片机与电路的协调仿真，使学生对单片机的工作原理和应用有比较直观的感受和认识，进而帮助他们理解所学的知识。采用PROTEUS软件，既可以提高学生的学习兴趣，又可以有效的改善教学效果。下面以流水灯控制电路的设计为例，来说明Proteus仿真软件在教学中发挥的巨大作用。
3.1电路原理图绘制与设计
设计流水灯控制电路之前，首先需要在Proteus软件中绘出电路原理图。Proteus为我们提供了丰富的元件库。用鼠标左键单击模式选择工具栏中的按钮，在元器件选择模式中单击按钮，在弹出的窗口中输入所需元件的关键字，选择好需要的元件后单击“OK”即可将元件添加到元器件列表中。按照同样的方法将电路中需要的所有元件添加到元器件列表。在流水灯控制电路中，我们需要依次选择AT89C51、10KΩ电阻、220Ω电阻、30pF电容、CRYSTAL晶振和LED发光二极管。之后采用合理的布局方式将所有元件放置到电路编辑区，并通过点击鼠标左键来连接电路中的所有元件，连接好电路，如图1所示。
3.2创建.ASM文件
绘制好电路原理图之后，还需要创建.ASM文件，完成电路的软件控制。点击SOURCE菜单栏，选择Add/Remove source files 命令，创建lsd.ASM文件，在Source Editor窗口中编写源程序，如图2所示。
3.3源程序的编译和调试
选择Source菜单栏中Build All选项进行源程序的编译。如程序中存在错误，编译器将给出提示，检查源程序并进行修改，直至编译通过，显示无错误。
3.4电路仿真
完成程序的编译和调试之后，进行电路的模拟仿真。点击Debug菜单栏中Start/Restart Debugging按钮，开始进行仿真。图1所示电路中8个LED发光二极管循环点亮，即完成流水灯控制电路的设计。
3.5能力拓展
完成控制电路的设计之后，还可以进行能力拓展，进一步加深对所学内容的理解。要求学生在原电路的基础上进行改进，使LED灯一次点亮的时间延长以及改变LED流水灯循环点亮的方向。
可见，将Proteus软件引入到教学中，可以在课堂上完成从理论到电路原理图设计再到仿真的一整套完整的验证过程，同时可以让学生更加直观的看到硬件电路的组成、程序设计的执行以及设计结果的验证等过程。这对于培养学生将抽象的理论知识转变为感性认识，提高实践动手能力和创新思维能力都有着积极的促进作用。此外，还可以有效的缓解学校实验实训设备件不足的问题，同时对优化教学资源、降低教学成本、提高教学效率同样也具有积极的作用。
4结语
在不同课程的实际教学过程中，通过引入Proteus软件的仿真，有效地延伸了实验时间、实验内容和实验场所，激发了学生的学习兴趣，使学生能够更加深刻的理解理论知识，对提高教学质量起到了很好的促进作用。同时，Proteus软件操作简单，容易上手，没有元器件的损耗问题，学生可以结合自身的特点和需要进行电路设计，进而锻炼解决实际工程问题的能力。将Proteus仿真引入电子类专业课程的课堂教学后，实现了实验室与课堂的有机结合，很多重点、难点可以通过仿真试验得到解决。实践证明，Proteus仿真软件是学生学与用、理论与实践相结合的优秀平台，实现了软硬件的良好统一，可操作性强，充分调动了学生的学习兴趣和积极性，激发了学生对知识和技能的探究欲。
参考文献
[1]朱月秀.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.8.
[2]杨恢先，黄辉先.单片机原理及应用[M].北京：人民邮电出版社，2006.10.
模拟电路原理设计及应用范文第2篇
1.设置实验项目
在本课程的实验项目中设置了12学时必开实验，包括验证型实验和设计型实验。主要目标概括为以下四点：
（1）掌握电路性能仿真方法，提高对电路的设计、分析、调试、故障排除的能力。
（2）掌握虚拟仪器仪表的使用方法。
（3）掌握电子线路原理图设计的过程、方法及技巧。
（4）掌握印刷电路板图设计的过程、方法和技巧，训练电路设计方面的综合工程素质。具体项目设置为：Multisim10界面设置及原理图绘制（2学时验证型）、Multisim10虚拟仪器仪表使用（2学时验证型）、Multisim10分析功能及电路特性仿真（2学时设计型）、AltiumDesigner原理图设计（2学时设计型）、AltiumDesignerPCB步线练习（4学时设计型）。
2.考核方式
考核内容为学生实验完成情况和实验报告两项。关于实验完成情况，考核学生是否参加实验、实验过程中是否认真、是否完成（独立完成）并得到正确结果；关于实验报告，考核学生的实验报告是否正确、完整、无误，实验报告的内容应包括实验目的、实验内容、实验中遇到的问题及解决办法，并附实验结果及分析，最后在实验报告上给出考核分数。对实验完成情况记实验成绩分，对实验报告记实验报告分。两项成绩之和为实验课成绩，占课程总成绩的50%。
二、上机考试设计
1.考试方法
配合本课程的教学目标，期末考试采用上机操作考试，开卷，一人一机，上交电子答卷word文件。老师对电子答卷进行评阅，记录成绩。考试题目类型为综合型大题，考查软件操作、模拟/数字电路分析与仿真、常用仪器仪表使用、元器件辨识、原理图和PCB图绘制的基本技能，考核范围全面，难度中等偏上，符合教学大纲的要求。
2.考试内容
试卷一般包括三道大题，覆盖了本课程两个电子线路CAD教学软件的主要内容，包括基础部分和应用部分，考查了学生的基本操作技能和虚拟设计及测量的工程素质。第一大题为Multisim模拟电路操作题，主要考察软件Multisim的基本概念学习情况及模拟电路的仿真与分析能力，包括一些基本物理单位的使用、基本虚拟测量仪器仪表的使用等，例如：绘制单管放大电路、对电路输出变量进行测量以及电路频率特性测量等内容；第二大题是Multisim数字电路操作题，考察软件Multisim的使用情况，包括数字电路的元器件、常用虚拟仪器仪表及常用分析和仿真方法等，例如：按要求绘制异步预置计数器电路图、电路元件设置、添加逻辑分析仪进行波形测量等内容；第三大题是AltiumDesigner上机操作题，主要考察软件AltiumDesigner的学习应用情况，包括原理图输入、元器件库使用、PCB板绘制的基本规则和方法等，例如：计数显示电路原理图绘制、PCB图绘制、PCB板参数设置等内容。
三、结论
模拟电路原理设计及应用范文第3篇
关键词：Multisim12.0 电子线路 实验教学 设计初探
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0170-03
当前由于部分学生创新意识弱、知识掌握不牢固和缺乏毅力，导致他们创新能力偏低，学习的效果不尽人意[1]。为改变这一状况，引入Multisim12.0仿真软件模拟实际电路，将多媒体及屏幕广播应用于电子线路课程设计教学中，充分激发学生学习的兴趣，调动他们的主观能动性，使学生了解到模拟电子技术这门课程并不抽象，而是与工程实际紧密联系着的，有着十分重要的实用价值。
电子线路课程设计是为配合模拟电子技术基础课程的教学而开设的。首先采用EDA（电子设计自动化）技术中的Multisim12.0软件来对模拟电路进行仿真运行，让学生完成EDA技术方面的初步训练，然后搭接出实际电路[2]。通过这一环节，对培养学生的创新思维、综合能力素质与工程实践能力等方面均能进行全面的检验[3]。
1 Multisim12.0软件简介
电子线路课程设计所用的Multisim12.0是美国NI（国家仪器有限公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作，12.0是目前该软件的最高版本。它具有更加形象直观的人机交互界面，包含了Source库、Basic库、Diodes等15个元件库，提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件，比如：电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。采用图形方式创建电路，再结合软件中提供的虚拟仪器：数字万用表、函数信号发生器、四踪示波器等对电路的工作状态进行仿真和测试，设计者可以轻松地拥有一个元件设备非常完善的虚拟电子实验室。
2 Multisim12.0软件应用实例
为了培养学生在电子线路课程设计中对电路的分析能力、发现规律并验证结果的综合创新实践能力，使学生掌握科学的学习方法，选择了一些既实用又有代表性的课题：常用波形转换发生器、双电源共射极耦合差分放大电路（动、静态分析）、微积分运算电路等。下面以直流串联型稳压电源仿真为例，说明 Multisim12.0软件的具体应用。
2.1 直流串联型稳压电源总体结构
当前绝大多数设备及装置都需要直流电源进行供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。直流串联型稳压电源原理框图如图1所示。
直流串联型稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成。电网供给的交流电压（220 V，50 Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压，再通过滤波电路滤去交流分量，得到比较平直的直流电压，但这样的电压会随着交流电网电压的波动或负载变化而变化，故在对直流供电要求较高的场合，还需要稳压电路，使输出电压更加稳定。
2.2 直流串联稳压电源原理图输入
利用Multisim12.0软件友好的操作界面，建立新文件，新建项目，创建电路图，连接电路。直流串联型稳压电源仿真电路如图2所示，图中虚框标注了四部分模块组成。采用桥式整流，电容滤波电路，稳压电路是一个闭环的负反馈控制系统。
（1）原理分析。
假设由于负载电阻的变化（输入电压不变）引起输出电压瞬时降低时，通过R4、R5，调节的取样电路，引起三极管基极电压（）B成比例下降，由于三极管的，所以发射结电压（）BE将减小，于是与构成的复合管的基极电流（IQ1）B减小，发射极电流（I）E随之减小，管压降（UQ1）CE增加，由于输入电压不变（），这样输出电压就上升，反之，输出电压则下降。通过以上的负反馈控制，最终使输出电压稳定，达到稳压效果。
2.3 输出电压调节范围
调节取样电路中的值可改变输出电压。输出电压的最大值为：
输出电压的最小值为：
通过计算可以看出，调节的阻值就可以控制输出电压的范围。这里，以保证调节到合适的阻值时，稳压输出6 V。
3 仿真验证
在Multisim12.0 软件右侧栏的仿真仪表中选择Multimeter（万用表）XMM1和XMM2分别测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压，选择四踪示波器XSC1方便测试各点输入输出波形。
3.1 负反馈稳压仿真
改变负载阻值，分别调整为330、100和1K，万用表XMM1和XMM2测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压的值如表1所示。
由表1中的测量值可以看出，当负载变大时（330调整为1000），引起输出电压瞬时降低，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为39.25 V），导致输出电压由6.097V增至6.099V；当负载变小时（330 调整为100 ），引起输出电压瞬时升高，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为38.68 V），导致输出电压由6.097 V降至6.089 V，稳压6 V得以验证。
3.2 稳压系数测量
衡量稳压电源稳压的主要质量指标有输出电阻，稳压系数和纹波系数。这里选取了稳压系数进行动态测试。在输出端接入负载=330 ，当负载不变时，输出电压和输入电压的相对变化之比，即（式1），调节电源输出值，模拟电网电压波动10%，测得数据和如表2所示。将数据带入（式1），得，可见输出电压相对稳定。
3.3 仿真值与理论值对比
当电源电压为220 V时，将仿真电路图2中的滑头调整为0%，用数字万用表测量，得=3.628 V（理论值=3.77 V）；滑头调整为100%，用数字万用表测量，得=8.546 V（理论值=8.87 V）。与理论计算值对比，相对误差为0.038%。
3.4 仿真波形
在仿真仪表中选择四踪示波器XSC1，测得直流稳压电源电路各点电压波形如图3所示。电源电压正弦波经整流桥整流输出为，再经滤波得到纹波，最后在负反馈稳压电路作用下输出比较平滑的直流电压。通过观测仿真波形，比较直观地验证了直流串联稳压电源原理的正确性。
4 结语
模拟电子技术是电力工程类包括电子信息专业的一门技术基础课，它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科，只要与电子行业有关的都要用到模拟电路，晶体管，集成运放，反馈，直流稳压电源是我们常用的器件和电路。通过Multisim12.0 仿真软件在电子线路实习中的应用，使概念原理多、理论性强、比较抽象、学生理解起来很费劲的模电课程学起来更轻松，学生能够获得成就感，提高了学生的学习兴趣，对后续课程的学习打下了良好的基础。
参考文献
[1] 苑广军，孙继元.工程对象教学法培养创新能力的应用研究[J].实验技术与管理，2014，31（2）：21-22.
模拟电路原理设计及应用范文第4篇
关键词：Mutisim 10；EDA；窗口比较器；传输特性；双向电压检测
中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0020-02
窗口比较器又称为双限比较器，由于单限比较器和迟滞电压比较器在输入电压ui单一方向变化时，其输出电压只跳变一次，因而不能检测输入电压是否在两个给定阈值电压之间，而窗口电压比较器则具有这种功能。具有两个门限电平，主要用来检测输入模拟信号的电平是否处于给定的两个门限电平之间的电压比较器，窗口比较器是很有用的。应用于故障检测电路、自动检测电路、电子测量技术等场合，也可用于A/D转换、波形产生变换及电路高速采样电路、振荡器、电源电压监测电路、报警器等或对生产现场进行监视与控制等场合。下面将对窗口比较器的结构与工作原理作一介绍。
1 窗口比较器的结构与工作原理
1.1 EDA与Multisim简介
为提高电路设计的效率和可操作性，本文采用EDA工具，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件是系统设计软件辅助类和可编程芯片辅助设计软件，主要有Protel、PSPICE、Multisim（原EWB的最新版本）、OrCAD、Modelsim等等。Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。因此本文采用Multisim10通过计算机平台对窗口电压比较器从电路结构、工作原理和传输特性分析以及基于窗口比较器完成对双向过压检测电路的设计。
1.2 电路结构与工作原理
图1（a）所示即是一典型的窗口比较器电路。窗口比较器主要用于检测ui是否在给定的两个电压之间时就可以采用。当任意一个比较器输出低电平（实际上是输出三极管处于饱和状态）或两个比较器均输出低电平时，窗口比较器输出端为低电平，只有两个比较器均输出高电平（实际上是输出三极管处于截止状态）时，窗口比较器才输出高电平。因此，两个输出端具有正逻辑中的逻辑与的关系。利用Multisim 10对窗口比较器进行仿真验证其工作原理，将输入信号ui输入到运算放大器的同相输入端，这是运算放大器处于开环工作状态，具有很高的开环增益。由于受到正向电源电压、二极管和电阻的限制，输出电压为+UOM或者0。
当输入电压ui大于URH时，必然大于URL，所以集成运放A1的输出uo1=+UOM，A2的输出uo2=-UOM。使得二极管D1导通，D2截止，电流通路由D1R2DZ，稳压管DZ工作在稳定状态，输出电压uo=+5V。
（a）电路
（b）传输特性
图1 窗口比较器
当输入电压ui小于URL时，必然小于URH，所以A1的输出uo1=-UOM，A2的输出uo2=+UOM。因此D2导通，D1截止，电流通路由D1R2R1，D3工作在稳压状态，uo仍
为+5V。
当URL
通过仿真运行可得出窗口比较器的电压传输特性如图1（b）所示。
2 双向过压检测电路设计与实现
2.1 器件选择
本设计中用到的主要器件是运放。为保证电路功能的正确性，设计中采用的是实际器件，采用了两个3554AM集成运放。
在供电电路上，选择双电源供电。
2.2 设计实现
图2 双向过压检测电路
启动Multisim 10，按图2的电路图在Multisim 10中连好电路，并在R2的两侧用双通道示波器观察波形。通过Multisim 10利用上述窗口比较器来设计双向电压检测电路，电路原理图如图2所示。当ui5v，即出现过电压现象时，UO=UOH，发光二极管LED1点亮，蜂鸣器U1同时发出警报。此时，晶体管Q1导通且饱和，启动保护电路，通过继电器开关从而切断负载电路，使负载X2停止工作，即灯泡不亮，从而实现了双向过压检测电路的关断保护功能。而当-5V
3 结语
自动控制设备在工业生产或实验工作中需要保护控制电路，利用窗口比较器设计的双向过压检测控制电路设备输入电压上限值和下限值，就能达到自动检测保护的目的，如果输入电压处在合适数值时，相应指示灯显示，所以通过继电器将电信号转变成机械信号，这样就能实现对电路设备的自动保护，在实际电路中通过此设计，并改变电压检测范围，可应用于电池保护系统。随着测量技术的提高，窗口比较器在测量仪器或工、自动控制中应用越来越广泛，以上设计只是利用窗口比较器输出解决一些实际问题，窗口比较器还会有更广泛的拓展和应用领域。
参考文献
[1] 华成英，童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2] 房国志.模拟电子技术基础[M].北京：国防工业出版社，2010.
[3] 张新喜，许军，王新中，杨雨迎.Multisim 10电路仿真及应用[M].北京：机械工业出版社，2011.
模拟电路原理设计及应用范文第5篇
通用型可编程模拟器件主要包括现场可编程模拟阵列（FPAA）和在系统可编程模拟电路（ispPAC）两大类。二者的基本结构与可编程逻辑器件相似，主要包括可编程模拟单元（ConfigurableAnalogBlock，CAB）、可编程互连网络（ProgrammableInterconnectionNetwork）、配置逻辑（接口）、配置数据存储器（ConfigurationDataMemory）、模拟I/O单元（或输入单元、输出单元）等几大部分，如图1所示。模拟I/O单元等与器件引脚相连，负责对输入、输出信号进行驱动和偏置、配置逻辑通过串行、并行总线或在系统编程（ISP）方式，接收外部输入的配置数据并存入配置数据存储器；配置数据存储器可以是移位寄存器、SRAM或者非易失的E2PROM、FLASH等，其容量可以数十位至数千位不等；可编程互连网络是多输入、多输出的信号交换网络，受配置数据控制，完成各CAB之间及其与模拟I/O单元之间的电路连接和信号传递；CAB是可编程模拟器件的基本单元，一般由运行放大器或跨导放大器配合的可编程电容阵列、电阻阵列、开关阵列等共同构成。各元件取值及相互间连接关系等均受配置数据控制，从而呈现不同的CAB功能组态和元件参数组合，以实现用户所需的电路功能。CAB的性能及其功能组态和参数相合的数目，是决定可编程模拟器件功能强弱和应用范围的主要因素。
数模混俣可编程器件可看作是可编程模拟器件的推广形式。以SIDSA公司（sidsa.con/fipsoc）的FIPSOC系列（数模混合现场可编程片上系统）为例，它既包含有模拟的可编程单元和互连网络，又包含有由逻辑宏单元和开关矩组成的FPGA，还包含有A/D、D/A转换器和用于配置与控制的嵌入式微处理器等要，可用于片上系统（SOC）的开发与实现。但其模拟部分的规模较小，主要面向数据采集、实时监控等特定应用。
2基本开发流程
可编程模拟器件开发的主要步骤依次为：（1）电路表达，即根据设计任务，结合所选用的可编程模拟器件的资源、结构特点，初步确定设计方案；（2）分解与综合，即对各功能模块进行细化，并利用开发工具输入或调用宏函数自动生成电原理图；（3）布局布线，即确定各电路要素与器件资源之间的对应关系以及器件内部的信号连接等。可自动或手动完成；（4）设计验证，即对设计进行仿真（根据器件模型和输入信号等，计算并显示电路响应），以初步确定当前设计是否满足功能和指标要求。如果不满足，应返回上一步骤进行修改；（5）由开发工具自动生成当前设计的编程数据和文件；（6）器件编程，即将编程数据写入器件内部的配置数据存储顺。一般通过在线配置方式完成，也可利用通用编程器脱机编程；（7）电路实测，即利用仪器对配置后的器件及电路进行实际测试，详细验证其各项功能和指标。如果发现问题，还需返回前有关步骤加以修改和完善。可编缉模拟器件设计的基本流程图如图2所示。
该流程主要在微机上利用开发工具完成，基本可做到“所见即所得”。以往由于元件超差、接触不良等实际因素造成的延误和返工可基本消除，对设计者的要求也大大降低。
3主流器件与核心技术
FAS公司（）的TRAC系列现有TRAC020、TRAC020LH（微功耗版本）、ZXF36Lxx(模拟门阵列)等器件，采用电压运行算技术一一以随时间连续变化的模拟电压为信号参量。其CAB由运放配置电阻、电容、多路模拟开关等组成，可编程互连网也主要利用模拟开关实现。利用配置数据控制多路模拟开发即可改变CAB的内部连接（即功能组态）；改变一组按特定规律取值的同类元件（电阻或电容）之间的连接关系，获得所需的等效元件取值；改变各CAB间的信号传递关系等。
该系列具有接近常规器件的优良特性（如闭环带宽可达12MHz），面向模拟计算的器件结构和便于向ASIC移植的产品线。其CAB具有加（ADD）、取负（NEG）、对数（LOG）、反对数（ANT）、积分（AUX-def）、微分（AUX-int）等运行型功能组态，设计得可根据设计目标的数字描述或信号流图，利用开发工具以绘制框图方式完成电路设计而无须考虑其内部细节。缺点是可编程能力较强，器件内部连接基本固定（参见图3），仅能利用NIP（直通）和OFF（断开）功能组态或外部连接线（Link）等加以改变；器件内电阻等元件均取值固定，须外接RC元件来改变有关的电路参数。设计过程的自动化程度和电路的整体集成度也因而降低。
Lattice公司的ispPAC系列等采用跨导运算技术，以
模拟电流作为主要信号参量，以跨导运算放大器（OTA）取代电压运算放大器，以基于OTA的有源元件取代部分无源元件。该类器件利用D/A转换器按照配置数据改变OTA的偏置电流，从而改变其互导增益gm和电压放大器增益Au，实现对CAB的配置和参数调整。由于在IC中易于改变且调整范围较大，控制精确较高，因此该类器件的参数变化范围和分辨率均可显著提高。此外，该类器件还具有电流模电流共有的高速、低电压、低功耗、宽动态范围、高稳定性等优点。
ispPAC系列包括PAC10、PAC20、PAC30等通用型器件和PAC80、PAC82等ISP滤波器。以PAC10为例（参见图4），其可编程模拟单元（PACBlock）以两个增益可配置（±1～±10）的跨导型仪表放大器作为输入级，以运放、有源反馈元件（跨导放大器）和电容阵列（7个电容可组合出128种等效电容）等构成输出级，可实现放大、迭加、积分和滤波等功能且精度较高；其模拟布线池可灵活地配置器件内部及其与引脚之间的连接关系；自校准单元可自动测量输出失调并利用专用DAC加以补偿；ISP接口支持在系统编程和数据保密。因此，ispPAC的电路性能与可编程能力俱佳。PAC20等还配有DAC和迟滞比较器，仅需单片便可构成的监控系统。
Anadigm公司（）的AN10E40器件则采用开关电容技术（同MOTOROLA原产的MPAA020），通过改变电容比或开关电容的时钟频率来配置电路参数。其内部为典型的阵列式结构（参见图1），由CAB、模拟I/O单元和分布其间的布线资源及可编程时钟资源等组成，信号带宽约250kHz。其CAB由运放、电子开关和开关电容等组成（参见图5），对信号来原、去向和各电容容量（均有256种选择）等均可灵活配置。可编程时钟资源则为各开关电容提供所需的时钟频率（共32种分频比）和相位（每种频率4种）。这样，单个CAB即可实现整流器、放大器、可编程比较器和一阶滤波器等信号调理功能；将多个CAB加以组合、连接，便可实现高阶滤波器、脉宽调制器等更为复杂的电路。由于现有IC工艺可制造的电阻和电容范围有很且误差较大，而电容比的制造精度较高（<0.1%），因此该类器件的电路精度较高，可编程能力较强而制造成本较低，但信号带宽较小，内部噪声较大。
此外，一旦低成本的可编程电流镜或模拟乘法器研制成功，具备兼容数字IC工艺等多种优势的开关电流技术便可应用于可编程模拟器件，极大地降低其成本并提升其性能。
目前，可编程模拟器件已在数据采集、信号处理、仅器仪表、控制与监测、人工神经网络、电路实验等重要领域得到应用，其典型应用包括信号调理、模拟计算、中高频应用、人工神经网络、电路进化设计（EHW）等。尽管可编程模拟器件问世不久，有关的技术与产品仍显稚嫩，但其内在的便利性和经济性以及作为其数字域对应物的可编程逻辑器件的成功经历，都使我们有理由相信：在不远的将不，可编程模拟器件的技术必将日益成熟，器件品种必将日益丰富，最终成为模拟电路设计和应用中的首选器件。
