集成运放的综合运用集成运放设计报告.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 设设 计计 报报 告告 课题 集成运放的综合运用课题 集成运放的综合运用 设计者 设计者 指导老师指导老师 陈老师陈老师 组号 第六组组号 第六组 2014 年 7 月 16 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 号 摘要 摘要 本次设计以集成运放为核心 测量不同运算放大器的带宽以及饱和电路 并用运放 构成滞回比较器 积分电路及滤波电路 形成一个可输出方波 三角波和正弦波的简易波 形发生器 同时运用运放的反向比例求和电路构造精密整流电路 实现全波整流功能 关键词 关键词 LM358 LM324 滞回比较 积分电路 有源滤波 精密整流 1 1 单元电路的设计单元电路的设计 3 1 11 1 方波 三角波发生器方波 三角波发生器 3 1 1 11 1 1 工作原工作原理理 3 1 1 21 1 2 参数选择参数选择 3 2 2 正弦波发生器正弦波发生器 4 1 2 11 2 1 工作原理工作原理 4 1 2 21 2 2 参数选择参数选择 4 1 1 3 3 全波整流全波整流 5 1 3 11 3 1 工作原理工作原理 5 1 3 21 3 2 参数选择参数选择 5 2 2 单元电路测试单元电路测试 6 2 12 1 电路波形测试及结果分析电路波形测试及结果分析 6 3 3 设计总结设计总结 6 4 4 参考文献参考文献 6 5 5 附件附件 7 5 15 1 原理图原理图 7 5 2PCB5 2PCB 8 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 1 单元电路的设计单元电路的设计 1 11 1 方波 三角波发生器方波 三角波发生器 3 2 1 4 11 U1A LM324A 5 6 7 U1B LM324A R1 10K R2 10K R3 2K R4 10K R5 10K C1 0 1UF 12 12 DZ1 ZENER3 DZ2 ZENER3 OUT1 OUT2 1 1 11 1 1 工作原理 工作原理 1 1 方波 三角波发生电路电路图如上图所示 运放 U1A 组成的滞回比较器 其输出电压 为 其中 UZ为稳压管 DZ1 的管压降 即产生方波 运放 U1 组成积分运算电 ZO UU 1 路 UO1为其输入 输出电压方程为 即为三角波 C t R U UO 4 01 2 1 1 21 1 2 参数选择 参数选择 1 1 1 方波 三角波发生电路的振荡频率为 现取其值为 250Hz 则取 141 2 4CRR R f R1 R2 R4 10K C1 0 1uF 2 R3 和 R5 分别为限流电阻和 U1 的平衡电阻 均取千欧级 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 2 正弦波发生器正弦波发生器 10 9 8 U 1C LM 324A R6 3 9K R7 3 9K R8 5K 6 R9 3K 3 C2 0 1U F C3 0 1U F OUT3 OUT2 1 2 11 2 1 工作原理 工作原理 正弦波发生电路由 LM324 以及电容电阻形成一个二阶有源低通滤波器 滤除由处产生 02 U 的三角波 其傅里叶级数展开 5sin 25 1 3sin 9 1 sin 8 2 02 wtwtwtUwtu m 其中 Um 是三角波的幅值 中的高频部分 即可在处输出一个正弦波 03 U 1 2 21 2 2 参数选择 参数选择 1 2 1 2 1 低通滤波器的通带截止频率应大于三角波的基波频率 250Hz 且小于三角波的三次谐 波频率 750Hz 现取低通滤波器的截止频率为 256 8Hz 则可取 R6 R7 3 9K C2 C3 0 1uF 2 由放大倍数公式 现取其值为 1 6 则可取电阻 R9 R8 的阻值分别为 8 9 1 R R AV 3 3K 和 5 6K 1 1 3 3 全波整流全波整流 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 3 1 84 U2A LM 358 6 5 7 U2B LM 358 R10 10K R11 5K R12 2K R13 10K R14 5K R15 10K R16 10K R17 15K D1 D2 12 12 OUT3 OUT4 1 3 11 3 1 工作原理 工作原理 2 2 全波整流电路如上图所示 当为正半周时 由 U2B 运放反相输入 因 R13 D1 形 03 U 成负反馈回路 故端的电压为此时的反相电压 运放 U2A 及电阻 R14 R17 构成反 Uo 03 U 相比例求和电路 以及为运放 U2A 的反相输入端 独立作用于运放 U2A 运放 03 U Uo 03 U 输出反相放大 1 倍 独立作用于运放 U2A 运放输出反相放大 2 倍 由叠加原理 输 Uo 出同此时一致的正半周 当为负半周时 D1 截止 0 同理 由叠加原理可 03 U 03 U Uo 得运放 U2A 输出为此负半周的反相电压 即为正半周 综上所述 输出为全波 04 U 1 3 21 3 2 参数选择 参数选择 1 1 1 如图 4 经 U2A 反相输入 其电压放大倍数为 经 03 U 15 16 3 4 R R V V A O O i Uo U2A 反相输入 其电压放大倍数为 为使该电路输出全波 由上工作原 14 16 4 R R V V A O O 理分析 则要满足 由此可取 R15 R16 10K R14 5K AA2 2 R11 和 R17 为平衡电阻 可尽量减少电流引起的误差 R10 R12 R13 均为限流 电阻 取值为千欧级 2 2 单元电路测试单元电路测试 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 12 1 电路波形测试及结果分析电路波形测试及结果分析 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 3 设计总结设计总结 本次完成了对应单元电路的设计 并得到了预期效果 在此过程中 队员们明确分工 一起商讨测试中遇到的问题 不仅动手能力得到了提升 在理论方面也有了一定的提高 对运放电路有了更为深刻的理解 有待进一步提高 4 4 参考文献参考文献 1 张华林 周小方 电子设计竞赛实训教程 M 北京 北京航空航天大学出版社 2007 7