模拟电路课程设计.doc

模拟电子技术课程设计报告题目：传感器测量系统的设计学院：现代科技学院专业：自动化班级：08-01姓名：段家骏指导老师：韩晓明目 录1课程设的目的 12课程设计的要求13课程设计报告内容14元件清单65心得体会76参考书目71.课程设计目的 （1）选用各类电子元件完成传感器测量系统的放大电路的设计，掌握各元件的使用方法； （2）理解集成电路的原理，利用multisim软件完成设计电路的模拟和参数的调试。2.课程设计题目描述和要求设计一个放大器系统，当电阻值变化2%时，放大电路能够产生5v的输出电压。要求偏差为0时输出为0，偏差为2%时输出为5v，偏差为-2%时输出为-5v，误差不超过5%。3.课程设计报告内容 1.分析题目要求题目要求设计一个放大系统，因为是放大系统所以要有一个放大电路部分；又因为要求电阻偏差为0时输出为0，偏差为2%时输出为5v，偏差为-2%时输出为-5v，所以应有一个电桥部分；因为电桥的输入电压应为以稳定直流电压，所以还应有一个直流稳压电源部分。因此电路系统应包括以上三个部分，即：（1）基准稳压电源部分；（2）电桥电路部分；（3）放大电路部分。由此查找参考电路如下图所示 第1页2.工作原理及元件参数计算 （1）基准稳压电源部分基准源输出电压取v+=7v，选取的稳压管型号为bzv55-c5v6，其电压为5.6v，稳定电流为515ma根据基准源电路有 得到：选rj2=14k，可得rj1=56k。 由于 因为要保证电源为零时稳压管也在工作，即if应大于5ma而小于15ma。因此取if=10ma，则 得到rjf=0.14k。电阻r3和r4的计算：由稳压管开始启动的条件： 式中0.7为开关二极管的开门电压 因为稳压管的工作区为515ma，if=10ma，所以从vs、r3、r4组成的电路流稳压管的电流应在05ma之间。因此设vs、r3、r4组成的电路向稳压管提供的电流为5ma，若流过r4的电流也为5ma：则由下式： 第2页可得rj4=1.26k 因为流过rj3电阻的电流为10ma，所以 取vs=10，得到： 验证这是一个启动电路，当启动后，就不用关注了。 （2）电桥部分 电桥中一般有三个电阻相同，而另一个略有不同，由此产生电势差。从而达到提供电压的目的。式中v是电桥的基准电压。由于vo1与电压v成正比，因此v应该由基准电压源电路提供。其中v=7v，电桥的r1=r2=200k。 （3）放大电路部分如果对于vo1=0.035v时，输出电压为5v，则有放大倍数为5/0.035=142.86倍。则对于放大器有 一般希望ry4/ry3和ry2/ry1 有相同的数量级。令ry3=10k，ry4=82k，则ry4/ry3=8.2，ry2/ry1=8.21 若令ry2=160k，则ry1=19.49k 第3页 3.应用multisim调试参数 （1）基准稳压电源部分在multisim软件中按设计电路连接电路，将参数按估算值输入，然后进行仿真，并对个参数进行调整，使输出达到需求的值。上图为调试结果，其中调试后各个参数分别为 电阻：ry1=57.4kom ry2=14kom ry3=0.37kom ry4=1.26kom rjf=0.15kom 输入电压vcc=10v 输出电压v+ =7.000v 调试时要注意稳压二极管的各项参数，要使二极管始终处在工作区域内，即使通过稳压二极管的电流在515ma的范围内。（2）电桥部分在multisim软件中按设计电路连接电路，将参数按估算值输入，然后进行仿真。在该环节仿真时，出现的问题：电压表显示为0.027原因：电压表的内阻数量级太小解决办法：将其内阻单位调大，即将其数量级调大结果：电压表显示为0.035，与计算的数值相同。 第4页 （3）放大电路部分在multisim软件中按设计电路连接电路，将参数按估算值输入，然后进行仿真，并对个参数进行调整，使输出达到需求的值。调试结果如上图ry2=160kom ry3=10kom ry4=82kom 与估算值相同ry1=19.275kom该电阻本应为一个固定电阻串联一个可变电阻，在这里为方便直接用一个可以调值的固定的电阻代替进行仿真。 最后将三个部分连接起来进行最后调试。输出结果为5.000v符合题目要求。4. 数据整理调试完成后个参数值为：第5页电阻ry1=57.4kom ry2=14kom ry3=0.37kom ry4=1.26kom rjf=0.15kom r1=r2=200kom r3=204kom ry2=160kom ry3=10kom ry4=82kom ry1=19.275kom电压 v+=7.000v vo1=0.035v vo=5.000v5. 误差分析在模拟软件中调试的数据与计算的数据之间存在误差。产生误差的原因有以下几点：1.测量仪器存在内阻；2.各种电器元件（如三极管）是按照实际元件仿真的因此存在误差；3.在计算时部分公式经过简化后精度降低；4.计算时的数据值精度较低，经多次运算后误差放大。6. 总结在仿真过程中经常遇到测量值与预测值相差很大的情况，原因可能是因为线路中有虚接的地方，检查方法是移动相关元件，看电路连线是否跟着变化，若变了就说明接好了，反之就是虚接了。在仿真实验中还要注意各个元件的相关参数，如本实验中的二极管1n4449的开门电压为0.7v，稳压二极管的工作电流为5-15ma，电压为5.6v。在分析电路，计算参数要用到。还有要注意的就是各种元器件的正负极不要接反，不要把接地的部分忘了。4元件清单 第6页5. 心得体会 通过对本科目的学习与设计，使我了解和不同种类电子元件在电路中的不同应用，知道在现实生活中很多地方都用到了放大电路，我们的娱乐、生活中都少不了对这一电路的应用。模拟电子技术课程是一门技术、工艺、应用性都很强的学科。在设计中我我们要考虑很多，怎样能够使所设计的电路能够发挥出想要达到的目的。而我们要为这一目标严谨的对待没一条线路，每个元器件的功能。通