模电综合实验报告.doc

模电综合实验报告题 目直流稳压电源与RC振荡电路的设计指导老师学生姓名学 院通信与信息工程学院专业班级电信 班学生学号2012年 06月 24 日一实验目的：1. 了解RC桥式正弦波振荡器的工作原理；2. 掌握桥式振荡器的设计；3. 掌握桥式正弦波振荡器的调试方法；4. 要求学会选择变压器，整流二极管，滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；5. 掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测量方法；6. 培养独立思考，独立准备资料，独立设计规定功能的模拟电子系统的能力；二、设计任务和要求1设计任务设计一集成直流稳压电源，满足：当输入电压在220V交流时，输出直流电压为正负12V。输出纹波电压小于5mv。稳压电源内阻在10欧姆左右。设计一个RC桥式正弦波振荡器，并用设计的电源供电，使输出正弦波频率10KHz。2设计要求选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。合理选择集成稳压器；完成全电路理论设计、绘制电路图；撰写设计报告。三、设计原理与分析1 直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。各部分的作用： 电源变压器：将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=，式中是变压器的效率。整流电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。滤波电路：常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。三端固定输出集成稳压器，它有三个端子，输入端，输出端和公共端，其输出电压是固定的。它将稳压电路制成了集成稳压器件，具有体积小，外围电路简单，工作性能可靠，通用性强和使用方法简单等优点。本电路选用的是LM7812CT三端稳压器和LM7912CT三端稳压器，它们的输出电压分别为+12V和-12V电压。一般输入要比输出电压高3V5V，以保证集成稳压器工作在线性区域，实现良好的稳压作用 。但输入电压又不能太高，否则 集成三端稳压器上压降太大，发热严重。2 RC桥式正弦波振荡器的原理RC桥式振荡器的设计图1.RC桥式振荡电路由RC串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率、形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，、是稳幅元件。该电路的振荡频率= （1）起振幅值条件 （2）2.电路参数确定（1）确定R、C值根据设计所要求的振荡频率，先确定RC之积，即 为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻和输出电阻的影响，应使R满足下列关系式：R一般约为几百千欧以上，而仅为几百欧以下，初步选定R之后，算出电容C的值，然后再算出R取值能否满足振荡频率的要求（2）确定、电阻和应由起振的幅值条件来确定，由式（2）可知2通常取=（2.12.5），这样既能保证起振，也不致产生严重的波形失真。四设计步骤1电路图设计（1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。（4）总电路图：连接各模块电路。2电路安装、调试（1）自己动手用万用板焊接电路。（2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。（3）将各模块电路连起来，整体调试，并测量该系统的各项指标。五、设计过程1设计总思路（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给振荡器。2各环节原理图变压环节 整流环节 滤波环节 稳压环节 3选择器件选电源变压器 选择适合比例带中间抽头的变压器室变压后电压为18V。 选桥式整流二极管均选为1N4007GP的二极管。选滤波电容选择470uF和0.01uF的电容。选振荡器器件选频电阻选680，选频电容选22nf，集成管选op07.六、实验数据及误差分析1、变压口输出电压（正19.36V，负19.34V）2、整流后电压（正17.0V ，负17.2V）3、滤波后电压（正25.6V ，负25.0V）4、输出直流电压（正11.96V ，负11.8V）6、纹波电压（0.13mV）7、振荡后输出电压：7.6V8、输出频率：10.244KHZ9、反馈系数：26.05%误差分析：一、仪器误差：任何仪器都有一定的精度，但会有一些剩余误差。二、人为误差：由于人的感官的鉴别能力的局限性，在读数方面都会产生误差。三、外界条件影响：温度、湿度、风力、日照、气压、大气折光等因素，必然会造成误差。七、Multisim仿真测试变压部分输入电压220V50Hz 有效值测量 输入输出电压波形整流后的波形滤波后的波形稳压后的波形最终输出波形八、课程设计心得体会经过一周的实习，过程曲折可谓一语难尽。通过这次的实训，我认识到，不仅仅是学好模电知识就可以的，有些东西不是只有理论知识支撑的，在掌握理论知识的同时，也要参加实践，把理论知识应用到实际生活当中。在实验的过程当中，明显感觉到实际操作能力有欠缺，所以，以后不仅要努力学习好理论知识，还要多参加实践，这样才能将掌握的知识熟练消化，才能有所长进。另外，就是在电路的设计和焊接操作中，有一些东西，虽然理论知识掌握的还算可以，但仍然有所不熟练，这其实就是告诉我，有一些东西，不仅要其然，还要知其所以然，这样才是学习的要求，才是对自己的严格要求。另外，在此次的实训中，是以两个人为一组，进行设计的，我和我的舍友曾兆谋一组，我们在电路设计实训的整个过程当中，通力合作，遇到问题，一块解决，各自提出我们自己的想法，对我们的实训起到了很大的促进作用，这就告诉我，有的项目或事情，是要靠合作才可以完成的，我们一个人的力量很有限。其次，我认识到，要想做成功一件事情，是要不断学习的：在实训当中，我们碰到了一些我们根本就不知道的内容或软件，这个时候，我们就要不耻下问，善