电子设计制作与工艺实习

课 程 实 习 报 告实习名称： 电子设计制作与工艺实习 学生姓名： 天 战 学 号： 专业班级： 自 动 化 指导教师： 完成时间： 2012年6月29日 评阅意见： 评阅教师 日期 报告成绩： 摘 要在工业控制和许多传感器的应用电路中,摸拟信号输出时,一般是以电压输出。在以电压方式长距离传输模拟信号时,信号源电阻或传输线路的直流电阻等会引起电压衰减,信号接收端的输入电阻越低,电压衰减越大。为了避免信号在传输过程中的衰减,只有增加信号接收端的输入电阻,但信号接收端输入电阻的增加,使传输线路抗干扰性能降低,易受外界干扰,信号传输不稳定,这样在长距离传输模拟信号时,不能用电压输出方式,而把电压输出转换成电流输出。另外许多常规工业仪表中,以电流方式配接也要求输出端将电压输出转换成电流输出。V/I转换器就是把电压输出信号转换成电流输出信号,有利于信号长距离传输。V/I转换器可由晶体管等多种器件组成。关键词：电流电压；信号；传感器；信号源； IIAbstractThe subtractor make sampling resistor on the other end of the potential signals were increased with the reduction coincided with the control voltage contrast, raised in a sampling resistor is made on the stability of. Application of subtraction proportion amplifying circuit, the output voltage is not applied directly to the sampling resistance, but through isolated posterior to the sampling resistor. The circuit also has a great advantage, overcome the VCC power supply voltage fluctuations brought error, greatly improves the precision of sampling. The operational amplifier and subtract proportional amplifier to complete the input output request. Application of subtraction proportion amplifying circuit to reduce the current of the signal source and control the influence of voltage operational amplifiers are used to constitute the addition and subtraction proportional amplifier to complete the input output request.Keywords：subtractor；output voltage；output voltage目 录摘 要IAbstractII第一章 电压电流转换实现设计方案1第二章 电压电流转换系统设计方案2第三章 电压变换电路5第四章 调试及性能分析6第五章 相关知识概述7第六章 心得体会 8第七章 参考文献 10附录110附录211附录3121第一章 电压电流转换实现设计方案电流电压转换电路方案： 电流源电路中，一个重要的原件是取样电阻，而电流源输出电流大小是由取样电阻和加在取样电阻上的电压来决定的，而与电流源所接负载无关。因此设计压控电流源的核心是取一个恰当的取样电阻，让加在电阻上的电压随这控制电压的变化而变化，而电路设计的难点是如何将控制电压精确的转移到取样电阻上。我采用的方案是：将取样电阻R的一端接在电源VCC上，而另一端的电位随着控制电压的变化而变化，这样，加在取样电阻上的电压也随着控制电压的变化而变化，但随着控制电压的升高，取样电阻上另一端的电位要降低，这样才能使得取样电阻上的电压升高，随着控制电压的降低，取样电阻上另一端的电位要升高，这样才能使得取样电阻上的电压降低。电压变换电路方案：两个输入信号分别为Ui和U，一个输出信号为U0，同相输入端5和反相输入端6的电位分别用U5和U6表示，则： U5=R24*UI/R23+R24 U6=U5=R24 *UI/R23+R24R21上的电流为 I1=U6-U/R21R24上的电流为 I2=U0-U6/R2412第二章 电压电流转换系统设计方案减法器原理和电路图：控制电压UI从电阻R1一端输入，参考电压U从运算放大器的同相输入端输入，减法比例放大器输出信号为U0。计算过程如下：U5=U6=U IR1=IR2 UI-U/R1=U-U0/R2 U0/R1=U/R1+U/R2-UI/R1 当取R1=R2时，U0=2U-UI 当取U=1/2(VCC)时，UO=VCCUI若将这个输出电压加到取样电阻的另一端，则取样电阻R上的电压等于I=UI隔离电路如图所示：U2A运算放大器和R1,R2构成上述减法比例放大器电路，其中U1B运放是电流源电路与控制电压信号源之间的隔离电路，如不隔离而直接相联，则R1的电流必将对信号源产生影响，破坏电路的正常工作。其中U2B是减法比例放大器与驱动电路之间的隔离电路，R3，R4是取样电阻，Q1，Q2是驱动三极管，设计复合管的目的是减少驱动管基极电流对输出电流的影响，用复合管后，基极电流对输出电流的影响大约只有输出电流的0.1%，由于运算放大器的精度很高，所以这个电路的控制精度很高。电源电压的考虑：若取运算放大器的供电电压为+12V，则取样电阻上的电压最低只能到1.5V左右，而到不了1.0V以下，这是因为运放U2A的输出最高电压要比电源电压低1.5V左右，所以最高也就是10.5V左右，也就是取样电阻上另一端的电位最高到10.5V左右，取样电阻上的最低电压只能到1.5左右，考虑到这个因素，取样电阻上的电源电压一定要比运放电源电压取的低，所以本电路取样电阻上的电源电压最后取+9V。用两个9012复合，是为了减少基极电流对输出电流的影响。取样电阻用两个电阻并联是因为电阻决定了电流源输出电流的精度，所以它的电阻值的准确性决定了本电路电流源的精度，是很重要的。9012与9013三极管：9012是一种最常用的普通三极管。它是一种低电压，大电流小信号的PNP三极管。 *集电极电流 MAX-500mA *集电极-基极电压 -40V *工作温度 -55 +150 *和9013（NPN）相对主要用途：开关应用 射频放大LM358：LM358内部包含两个独立，高增益，内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器，直流增益模组，音频放大器，工业控制。DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑胶封8引线双列直插式和贴片式。特性： 内部频率补偿 直流电压增益高（约100dB）综述以上电路，三极管，芯片的分析可以画出原理图：其中要注意在焊接电路板时不能虚焊，芯片管脚位置要对应正确，三极管的引脚必须分清。 第三章 电压变换电路 根据前面的讨论可得：R22*U /R21=7 取R24=4R ，R22=4R ,R23=R ,R21=R U=1.75 取R=7.5K，则4R=30K R25和R26就是产生1.75V电压的，通过运放隔离后加到电路中第四章 调试及性能分析 运用减法器使取样电阻上另一端的电位信号升高与降低正好与控制电压相反,提高了在取样电阻上取得的稳定度。运用减法比例放大电路，这个输出电压是不能直接加到取样电阻上的，而是要通过隔离后加到取样电阻上。这样设计的电路还有一个最大的优点，是克服了电源电压VCC的波动带来的误差，大大的增进了取值的精确度。采用运算放大器构成加减法比例放大器来完成输入输出的要求。运用减法比例放大电路减小电流对信号源即控制电压的影响采用运算放大器构成加减法比例放大器来完成输入输出的要求。调试结果：次数开关状态（4321）输出电压U0输出电流I01输出电流I02100003.20V23.50mA25.10mA 200012.90V24.10mA20.50mA300102.80V27.10mA21.70mA400112.40V23.60mA21.00mA501002.60V26.50mA26.10mA601012.10V23.30mA20.40mA701102.10V21.00mA19.60mA801112.40V26.70mA18.70mA910003.00V19.40mA22.20mA1010012.60V21.00mA19.40mA1110102.760V20.50mA22.60mA1210112.50V22.4mA19.00mA1311002.60V21.20mA20.80mA1411012.30V21.40mA20.10mA1511102.50V20.00mA18.80mA1611112.30V19.00mA18.50mA第五章 相关知识概述本电路关键在LM358构成的减法比例器电路和合适恰当的取样电阻。9012和9013三极管作为驱动，而且是复合三极管有利于减少基极电流对输出电流的影响，使实验的精确性提高。电阻的识别：黑（0） 棕（1）红（2）橙（3）黄（4）绿（5）蓝（6）紫（7）灰（8）白（9）。当电阻为四色环，第一色环为十位数，第二色环为个位数，第三环是次幂色，第四环是误差率。当电阻为五色环，第一色环是百位数，第二色环为十位数，第三色环为个位数，第四色环为次幂色，第五色环为误差率。三极管电极区分：判别电极时，先确认基极，对于NPN管，用黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个电极，若测得电阻都小，而将黑红表笔对调，测得的电阻均较大，此时黑表笔接的为基极。PNP管相反，红表笔接的为基极。确定基极后，假设余下管脚之一为集电极，另一管脚为发射极，将万用表两表笔分别与C，E接触。观察偏转角度，角度大的为发射极。焊接和注意事项：焊接时利用烙铁头对元件引线和焊盘预热，烙铁头与焊盘的平面最好成45度角，等待焊金属上升至焊接温度时，再加焊锡丝。被焊金属未经预热，而是直接把焊锡加在烙铁头上，这容易导致虚焊。常用的通用运算放大器Lm358介绍：通用运算放大器LM358是一块双运放集成电路，内含二个完全一样的运算放大器，引脚8个，引脚编号1,2,3,4,5,6,7,8，按如下方法确定：正面朝上，有缺口的一方朝左，左下第一引脚为1，然后逆时针顺序依次确定2,3,4,5,6,7,8.8引脚接正电源，4教接负电源或者GND，引脚3,2,1三个脚组成A运放，引脚2为A运放的反相输入端引脚5，6,7三个引脚组成B运放，引脚5为B运放的同相输入端，引脚6为B运放的反相输入端。第六章 心得体会 经过了一个月的实习，学到了很多的新东西，发现了自己在电路理论知识上面的不足，让自己能够真正的把点亮学通学透。电路实验，作为一门实实在在的实验学科，是电路知识的基础和依据。它可以帮助我们进一步理解巩固电路学的知识，激发我们对电路的学习兴趣。首先，在对所学的电路理论课而言，实验给了我们一个很好的把理论应用到实践的平台，让我们能够很好的把书本知识转化到实际能力，提高了对于理论知识的理解，认识和掌握。其次，对于个人能力而言，实验很好的解决了我们实践能力不足且得不到很好锻炼机会的矛盾，通过实验，提高了自身的实践能力和思考能力，并且能够通过实验很好解决自己对于理论的学习中存在的一些知识盲点。实验中应注意的有几点。一，一定要先弄清楚原理，这样在做实验，才能做到心中有数，从而把实验做好做细。一开始，实验比较简单，可能会不注重此方面，但当实验到后期，需要思考和理解的东西增多，个人能力拓展的方面占一定比重时，如果还是没有很好的做好预习和远离学习工作，那么实验大部分会做的很不尽人意。 二，在养成习惯方面，一定要真正的做好实验前的准备工作，把预习报告真正的学习研究过，并进行初步的实验数据的估计和实验步骤的演练，这样才能在真正实验中手到擒来，做到了然于心。不过说实话，在做试验之前，我以为不会难做,就像以前做的实验一样，操作应该不会很难，做完实验之后两下子就将实验报告写完，直到做完几次电路实验后，我才知道其实并不容易做。它真的不像我想象中的那么简单，天真的以为自己把平时的理论课学好就可以很顺利的完成实验，事实证明我错了。在最后的综合实验中，我更是受益匪浅。我和同组同学做的是甲乙类功率放大电路，因为次放大电路主要是模拟电子技术的范畴，而自己选修专业与此有很大的联系，所以在做综合实验设计的时候，本着实践性，创新性，可行性和有一意义性的原则，选择了这个实验。实验本身的原理并不是很复杂，但那只针对有过相关学习的同学，对于我这样的初学者，对于实验原理的掌握本身就是一个挑战。通过翻阅有关书籍和查阅相关的资源，加深自己对功放的理解，通过EWB软件的仿真，比较实验数值与理论值之间的误差，最终输出正确而准确的波形和实验数据。 总