电工电子技术课程设计1.doc

景德镇陶瓷学院 Comment 微微微微1 删除 Comment 微微微微2 添加文献 电工电子技术课程设计任务书电工电子技术课程设计任务书 设计课题 设 计 任 务 与 要 求 查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路 要求电子元件超过 30 50 个或以上 根据 应用电路的功能 确定封面上的题目 然后完成以下任务 1 分析电路由几个部分组成 并用方框图对它进行整体描述 2 对电路的每个部分分别进行单独说明 画出对应的单元电路 分析电路原理 元件参数 所起的作用 以及与其他部分电路的关系等等 3 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图 在电路图中加上自己的班级名称 学号 姓名等信息 4 对整体电路原理进行完整功能描述 5 列出标准的元件清单 注意学术自律 注意学术自律 全部图文都要求是自己组织编写绘制的 严禁复制粘贴他人的成果 设计如果出现与同学或网全部图文都要求是自己组织编写绘制的 严禁复制粘贴他人的成果 设计如果出现与同学或网 络上其他作品雷同大于络上其他作品雷同大于 50 则直接按不及格处理 则直接按不及格处理 设 计 步 骤 1 查阅相关资料 开始撰写设计说明书 2 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明 3 依次对各部分分别给出单元电路 并进行相应的原理 参数分析计算 功能以及 与其他部分电路的关系等等说明 4 列出标准的元件清单 5 总体电路的绘制及总体电路原理相关说明 6 列出设计中所涉及的所有参考文献资料 设计说明书字数不得少于 3000 字 参 考 文 献 目录 1 总体方案与原理说明 1 2 运算放大器 2 3 双电源供电电路 3 4 放大电路 4 5 精密检波器电路 5 6 加法器 6 7 总体电路原理相关说明 7 8 总体电路原理图 8 9 元件清单 9 10 参考文献 10 11 设计心得体会 11 Comment 微微微微3 总体方案是指如 何去设计完成当前的选题 即为思路 不是大纲 Comment 微微微微4 该部分是给出原 理的框图 并根据框图说明每个模块 的功能 后续是针对每个模块的电路实现和设 计 1 1 总体方案与原理说明 总体方案与原理说明 总体总体方案方案 1 查阅相关资料 了解运算放大器绝对值电路的原理与作用 2 通过文献了解各种运算放大器绝对值电路设计方案 3 自行设计一种运算放大器绝对值电路 4 使用仿真软件 multisim 仿真绝对值电路 5 列出元件清单 6 搜集各元件 材料 仪器 8 根据电路图组装电路 9 对实际电路进行检测 10 在电路成功的基础上测量记录电路相关数据 11 根据实验数据绘出传输特性曲线 原理原理说明说明 绝付值电路即全波整流电路是基本的电子线路之一 用普通的二极管组成的整流电路 受二极管的正向压降 非线性伏安特性和温度的影响 误差很大 把二极管置于运算放大器 的反馈回路中 由于运算放大器具有很高的增益 信一号损失小 检波性能精确 且可对很小的 输入信号进行整流 因而广泛应用在对交流信号的检波 同时也用于对其它信一号的绝对值检 测 运放绝对值电路一共由运算放大器 供电电路 放大电路 检波电路 反相加法等电 路单元组成 其大致电路图如下 Comment 微微微微5 运算放大器 选 择 2 运运算算放放大大器器 运放如下图有两个输入端 a 反相输入端 b 同相输入端 和一个输出端 o 也分别被称为倒向输 入端非倒向输入端和输出端 当电压加 U 加在 a 端和公共端 公共端是电压为零的点 它相当于电路中的参考结点 之间 且其 实际方向从 a 端高于公共端时 输出电压 U 实际方向则自公共端指向 o 端 即两者的方向正好相反 当输入电压 U 加在 b 端和公共端之间 U 与 U 两者的实际方向相对公共端恰好相同 为了区别起见 a 端和 b 端分别用 和 号标出 但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性 电压的正负极性应 另外标出或用箭头表示 反转放大器和非反转放大器如下图 一般可将运放简单地视为 具有一个信号输出端口 Out 和同相 反相两个高阻抗输入端的高增益 直接耦合电压放大单元 因此可采用运放制作同相 反相及差分放大器 运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种 对于双电源供电运放 其输出可在零电压两侧 变化 在差动输入电压为零时输出也可置零 采用单电源供电的运放 输出在电源与地之间的某一范 围变化 运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值 而低于正电源某一数值 经过特殊设计的运放可 以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化 甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允 许 这种运放称为轨到轨 rail to rail 输入运算放大器 运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比 在音频段有 输出电压 A0 E1 E2 其中 A0 是运放的低频开环增益 如 100dB 即 100000 倍 E1 是同相端的输入信号 电压 E2 是反相端的输入信号电压 Comment 微微微微6 双电源供电电路 设计 内容适当的增加 Comment 微微微微7 放大电路 设计 模块说明课适当的增加 3 双电源供电电路双电源供电电路 由于采用霍尔器件且为双向电流 故单电源没有优点 下图为双电源供电电路 一个 双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成 一般是正负 15V 正负 12V 和正负 5V 也是经常使用的 输入电压和输出电压都是参考地给出的 还包括正负电压的摆动幅度 极限 Vom 以及最大输出摆幅 4 放大电路放大电路 放大电路有两个基本类型 同相放大器和反相放大器 他们的交流耦合版本如下图所 示 对于交流电路 反向的意思是相角被移动 180 度 这种电路采用了耦合电容 Cin Cin 被用来阻止电路产生直流放大 这样电路就只会对交流产生放大作用 如果在直流 电路中 Cin 被省略 那么就必须对直流放大进行计算 在高频电路中 不要违反运放的带宽限制 这是非常重要的 实际应用中 一级放大 电路的增益通常是 100 倍 40dB 再高的放大倍数将引起电路的振荡 除非在布板的时候 就非常注意 如果要得到一个放大倍数比较的大放大器 用两个等增益的运放或者多个等 增益运放比用一个运放的效果要好的多 5 精密检波器电路 精密检波器电路 用普通检波二极管作检波器时 由于其正向伏安特性不是线性的 因此在小信号下 检波失真相当严重 另外 二极管的正向压降随温度而变 所以检波器的特性也受温度影 响 用运算放大器构成的精密检波器 能克服普通二极管的缺陷 得到与理想二极管接近 的检波性能 而且检波器的等效内阻及温度敏感性也比普通检波器好得多 如上图所示 当 Usr 为负时 经放大器反相 U sc 0 D2 截止 D1 导通 D1 的导通 为放大器提供了深度负反馈 因此 放大器的反相输入端 2 为虚地点 检波器从虚地点经 过 R2 输出信号 所以 Usc 0 当 Usr 为正时 U sc 0 所以 D1 截止 只要 U sc 达到 0 7V D2 就导通 这时 可把 D2 的正向压降 UD 看成是放大器的输出失调电压 因此电路相当于反相输入的比例放大器 其传输特性为 Usc R2 R1 Usr Usr 综上所述 上图的传输特性为 Usc 0 Usr0 6 加法器 加法器 下图是一个基本反相加法器 特点 两个加量都从反相端输入 依据 oIUU io 可知 f III 21 f oii R U R U R U 2 2 1 1 2 1 1 1 R R U R R U i f o 输出电压为各输入电压按不同系数相加 当 RRR 21时 21ii f o UU R R U 当 f RR 时 21iio UUU 实现相加 但反相 7 总体电路原理相关说明 总体电路原理相关说明 如下图为绝对值电路 该电路是正输出绝对值电路 以 A1 为中心组成的电路是精密 检波器电路 以 A2 为中心组成的电路是加法器 其工作原理如下 当输入信号为负时 检波器 A1 的输出电压 vo1 0 加法器 A2 的输出电压为 1 iio vv R R v 3 5 当输入信号为正时 检波器 A1 的输出电压 加法器 A2 的输出电压为 i v R R vo 2 1 1 2 iioi v R R R R v R R v R R v R R vo 2 1 4 5 3 5 1 4 5 3 5 令 R1 R2 R3 R5 2R4 则 vo vi 综上所述 图的传输特性和理想特性曲线为 0 0 ii ii o vv vv v vi V vo V 8 总体电路原理图 总体电路原理图 9 元件清单 元件清单 元件代号名称 型号 规格数量 IC1OP 放大器 LN741CN1 IC2OP 放大器 LN741CN1 D1硅二极管 1BH621 D2硅二极管 1BH621 R1 W 金属膜电阻 1K 1 R2 W 金属膜电阻 20K 1 R3 W 金属膜电阻 20K 1 R4 W 金属膜电阻 10K 1 R5 W 金属膜电阻 20K 1 R6 W 金属膜电阻 10K 1 RW1数显式变阻器 BX8 23 33K 1 RW2数显式变阻器 BX8 23 33 K 1 示波器 XSC1 1 导线物理实验用导线50 Comment 微微微微8 为什么颜色标注 10 参考文献 参考文献 1 2 3 4 运算放大器应用技术手册 5 运算放大器集成电路手册 6 电子技术基础 7 运算放大器应用电路设计 11 设计心得体会 设计心得体会 以往每做一次课程设计 感觉自己的收获总会不少 这次也不例外 做课程设计是为 了让我们对平时学习的理论知识与实际操作相结合 在理论和实验教学基础上进一步巩固 已学基本理论及应用知识并加以综合提高 学会将知识应用于实际的方法 提高分析和解 决问题的能力 通过这次运算放大器绝对值电路设计与制作 让我了解了设计电路的程序 也让我了解了 关运算放大器的原理与设计理念 要设计一个电路总要先仿真成功之后才实际接线的 但 是最后的成品却不一定与仿真时完全一样 因为 再实际接线中有着各种各样的条件制约 着 而且 在仿真中无法成功的电路接法 在实际中因为芯片本身的特性而能够成功 所 以 在设计时应考虑两者的差异 从中找出最适合的设计方法 在做课程设计的过程中 我深深地感受到了自己所学到知识的有限 明白了只学