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《模擬電子技術(shù)課程設(shè)計報告》
目錄 設(shè)計課題一 設(shè)計數(shù)據(jù)放大器 3 設(shè)計課題二 設(shè)計集成直流穩(wěn)壓電源 10
設(shè)計課題一設(shè)計數(shù)據(jù)放大器 一、數(shù)據(jù)放大器 二、RC有源濾波器 帶外衰減速率大于-30dB/10倍頻 三、差分放大器 一、數(shù)據(jù)放大器基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，分為兩個部分：（橋式電路）差分放大器、RC有源濾波器。 1-1 二、具體設(shè)計方案如圖1-2所示。 ①橋式電路： 交流源通過橋式電路，各電阻分壓產(chǎn)生差模信號輸入到放大電路進行放大。 ②差分放大器： 如圖1-3所示，兩級差分放大器，第一級是電壓串聯(lián)負反饋，類似儀用放大器，雙端輸入，雙端輸出，提高共模抑制比，并有一定的差模電壓放大。第二級為差動式輸出，雙端輸入，單端輸出，從而實現(xiàn)電壓放大。 1-3 ③RC有源濾波器 如圖1-4，為RC有源濾波器，RC電路通過低通濾波以實現(xiàn)整流作用，對輸出波形穩(wěn)定的信號有著重要的作用。在本次電路設(shè)計中，運用了同相輸入運算放大器，同向運放具有輸入阻抗高，輸出阻抗低的特點。  其閉環(huán)增益為  截止頻率 1-4 ①橋式電路 交流源通過橋式電路，各電阻分壓產(chǎn)生差模信號， 故選擇R1=1.2kΩ R3=1.2kΩ R2=2kΩ R5=1.2kΩ ②差分放大電路 本實驗需要四個運算放大器，因此我們選擇包含四個運放的集成運算放大器LM324.如圖1-5所示。 1-5 兩級差分放大器中，為避免失真，第一級的增益 =1+ 不宜過大，因此選用 R13=R16=1.5kΩ R14=100Ω 第二級增益 = ,因此選用 R4=R9=100Ω R10=R12=2kΩ ③RC有源濾波器 截止頻率 =1KHZ 因此選擇 R6=R8=15.9KΩ C1=C2=0.01uF 放大倍數(shù) = 因此選擇 R7=R11=10KΩ 根據(jù)以上參數(shù)，選擇相應(yīng)元件 1）電路搭接與儀器調(diào)試 依據(jù)原理圖在面包板上搭接實驗電路，確認連接無誤后接通電源測試。 2）性能參數(shù)測試 2.1差模增益的測量 函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個交流信號，經(jīng)過橋式電路，根據(jù)電阻的分壓能夠產(chǎn)生一個差模信號。電路由差分放大電路以及有源濾波器兩部分組成，兩部分都有放大差模信號的能力。分別測量兩級的差模增益。 測量步驟：使函數(shù)信號產(chǎn)生一個有效值10mV，頻率100Hz的正弦交流信號，加在橋式電路的輸入端。使用交流毫伏表測量橋式電路輸出端差模信號值Vo1，繼續(xù)測量有源濾波器的輸出端差模信號值Vpp。 差模增益即=  測試結(jié)果： =21.2/0.01=2120db
2.1測量截止頻率 將有效值10mV，頻率100Hz的正弦交流信號接到輸入端，調(diào)節(jié)交流信號頻率，逐漸增大頻率至波形失真，記錄此時的輸入信號頻率。 測得截止頻率f=995HZ Vpp’ =12.6 2.2帶外衰減速率測量 將有效值10mV，頻率10kHz的正弦交流信號接到輸入端，此時輸出電壓Vpp’’=200v 帶外衰減速率= = =63>30db 2.2共模抑制比的測量 共模增益是差模增益與共模增益的比值。共模增益是指差分放大電路輸入共模信號，電路輸出端的輸出信號的比值。 測試結(jié)果：Vpp’’’=0.73v  =20lg| |>60db 與設(shè)計課題二相比，這個實驗較復(fù)雜，我們在設(shè)計中花費的精力也更多。一開始我們對如何設(shè)計電路毫無頭緒，也參考了很多相關(guān)書籍。之后漸漸理清了思路，明確了電路每一部分要達到的目的，由此我們設(shè)計出了初步的電路設(shè)計稿，并進行了結(jié)果預(yù)測和估算。在實際操作中，我們知道了如何測量各個指標，但是也發(fā)現(xiàn)了一些電路中存在的問題。比如，我們一開始運行電路時發(fā)現(xiàn)輸出沒有正弦信號，于是我們開始排查，在哪一部分出現(xiàn)了問題，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在橋式電路輸出端就無法檢測到正弦波，進一步用測量發(fā)現(xiàn)有接觸不良的問題。經(jīng)過一些調(diào)整，電路終于設(shè)計成功。這次實驗也讓我學(xué)會了如何自查電路問題，以及復(fù)雜電路的設(shè)計。 設(shè)計課題二設(shè)計集成直流穩(wěn)壓電源 已知條件 集成穩(wěn)壓器CW317 直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流電流、濾波電路組成。在設(shè)計方案中 2-1 2-2 - 如圖2-1所示，首先選用合適的電源變壓器將電網(wǎng)電壓降到所需要的電壓值
電源變壓器：將交流電網(wǎng)電壓U1變?yōu)楹线m的交流電壓。本實驗中應(yīng)使電壓通過變壓器，下降至20V左右。 - 降壓后的交流電壓通過整流電路變換為單向脈動電壓。運用橋式電路，之所以能整流，是因為他們都具有單向?qū)щ姷墓残浴?/font>
橋式整流電路：將交流電壓U2變?yōu)橹绷麟妷篣3。橋式整流屬于全波整流，它不是利用副邊帶有中心抽頭的變壓器,而是用四個二極管接成電橋形式，使在電壓V2的正負半周均有電流流過負載，在負載形成單方向的全波脈動電壓。 2-3 - 整流后的電壓再經(jīng)過濾波器減小其脈動程度以符合負載的需要。濾波電路作用是把脈動電壓中大部分紋波加以濾除得到較平滑的直流電壓。將脈動直流電壓U3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷篣4。整流電路輸出波形中含有較多的紋波成分，與所要求的波形相去甚遠。所以通常在整流電路后接濾波電路以濾去整流輸出電壓的紋波。濾波電路常有電容濾波，電感濾波和RC濾波等。本實驗中就采用電容濾波電路
- 將濾波后的直流電壓通過穩(wěn)壓電路以得到穩(wěn)定的直流輸出電壓。穩(wěn)壓電路的作用是在交流電源電壓波動或負載變動時使直流輸出穩(wěn)定。
將電路進行仿真計算，仿真計算結(jié)果如圖2-4所示。 2-4 首先應(yīng)在變壓器的輸出端接入保險絲，以防電路短路損壞變壓器或其他器件，選擇保險絲的熔斷電為1A。 對于穩(wěn)壓電路則主要測試集成穩(wěn)壓器是否能正常工作。其輸入端加直流電壓Vi 12V，調(diào)節(jié)RP1，輸出電壓Vo隨之變化，說明穩(wěn)壓電路正常工作。 整流濾波電路主要注意檢查整流二極管是否接反，安裝前應(yīng)該先用萬用表測量其正反向電阻。接入電源變壓器，整流輸出電壓Vi應(yīng)為正。 斷開交流電源，將整流濾波電路與穩(wěn)壓電路相連接，再接通電源，輸出電壓Vo為規(guī)定值，說明各級電路均正常工作，可以進行各項性能指標的測試。 硬件電路連接圖如2-5所示： 2-5 測試結(jié)果如圖： - 參考文獻：
- 謝自美. 電子線路設(shè)計.實驗.測試. 武昌: 華中理工大學(xué)出版社
章忠全. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計. 北京: 中國電力出版社 6、工作總結(jié)及心得體會 相對于實驗設(shè)計一，設(shè)計二比較簡單，設(shè)計過程也還算順利。我們很快就設(shè)計好了電路，進行調(diào)整后，又進行了仿真計算，仿真結(jié)果也符合課題標準。在組裝電路過程中，一開始我們操作不熟練，在面包板上搭電路前，沒有合理布局，導(dǎo)致后來線路混亂，沒有地方搭了，只能拆掉重裝。在成功組裝電路并檢查后，我們接通電源。發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)電位器，輸出電壓沒有變話。首先我們認為可能是電位器斷路，在用萬用表測試后發(fā)現(xiàn)并沒有斷路，而是電位器接入電路的引腳不對，經(jīng)過調(diào)整，電路終于可以正常運行，輸出值也達到了標準。從這次實驗設(shè)計中，我學(xué)習到了嚴謹認真的實驗態(tài)度。
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2018-6-28 23:15 上傳
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