模拟电子技术课程设计报告1

1、精品文档模拟电子技术基础课程设计报告学院：专业班级：学号：学生姓名：2011年12月27日一、设计题目：传感器测量系统的设计设计要求：设计一个放大器系统，当电阻值变化土2%时，放大电路能够产生土8V的输出电压。要求偏差为0时输出为0,偏差为2%时输出为8V,偏差为-2%时输出为-8V,误差不超过±5%。二、电路结构及原理说明本传感器测量系统由四部分组成：基准源电路、测量电桥、放大器电路、电平转移电路电路的框图如下：精品文档1 .基准源电路：为恒流源提供一定精度要求的7.5V基准电压，采用5.6V稳压管与同相比例运算电路结合实现。2 .测量电桥：令R3的阻值发生变化，测温桥用于将阻值的

2、变化转化为电压的变化（即AV）03 .放大电路：放大电路用于将测量电桥输出的微小电压变化（或）放大，使其满足性能要求。4 .电平转移电路：为便于观测，将放大电路产生的电压转移至要求的水平参数计算及元件选择0.4mADJ1VS5.6VRJ30.2mARJ40.2mA ZS图一1 .基准电压源的计算基准源输出电压为V+=7.5V,稳压管电压为5.6V,取稳压管的稳定电流为11.2mA根据基准源电路有Vo1=（1+RJ）Vz化得Vo1=（1+B"）=75=1.34RJ1VzRJ15.6可解得：RJ2=0.34选RJ2=30kQ,可得RJ1=88.1kQRJ1VolVz7.5-5.6If二二

3、RjfRjf若取IF=1mA,则有1mA=7.55.6,得到RJF=1.9kQRjf电阻RJ3和RJ4的计算:由稳压管开始启动的条件：一JVsVzVdVz0.7RJ3RJ4设Vs、Rj3、Rj4组成的电路向稳压管提供的电流为0.4mA,稳压管电流1.2mA若流过R4的电流也为0.2mA:则由下式：IRJ4=5.640.7:0.2mARJ4可得Rj4=31.5kQ因为流过RJ3电阻的电流为0.4mA,所以I卬3=Vs6.3=0.4mARJ3取Vs=10,得到：Rj3=10_6.3=9.25kQ0.4R4315验证Vs=10=7.73VzVDVz0.7-6.3VR3R49.2531.5这是一个启动

4、电路，当启动后，不起作用了。2 .测温电桥的计算由图二可知，Vo1=R2(1"R2V=、.(-R1|R2一)V,.、(曳ILR2)VR2(1)R1R1R2R1R2(1)R1R2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。若取V=7.5V,电桥的R1=R2=100kQ。Vol=、.(R11|R2)R1R2)(V)=*)=(002)(7.5)=0.0375V4这里6=0.02,V+=7.5Vo3.放大电路的计算图三如果对于Vo1=0.0375V时，输出电压为8V,则有放大倍数为8/0.0375=213.33倍。则对工十斤+9后VoRY4”2RY2、

5、于放大得有=213.33(1)VolRY3RY1一般希望RY4/RY3和RY2/RY1有相同的数量级。令RY3=15kQ,RY4=187kQ,WJRY4/RY3=12.467,RY2/RY1=8.056若令RY2=200kQ,贝URY1=24.83kQ一般情况下，RY1是一个固定电阻串联一个可变电阻。4.电平转移电路的计算由电路结构可决定方程为VouT=mViN+b联立可得：0=m(-8)+b5=m(8)+b可解得：m=5/16,b=5/2p,R2、RF+RG又m=()R1+R2、RGJR2R1R2R1b=VREF()R1R2RF+RG)<RGJ联立可解得：R1=300kQ,R2=100

6、kQ,RF=100kQ,RG=400kQ,VREF=2.67V。四、电路仿真1.基准电压源的单独仿真:由理论计算可知，输出电压Vout=7.501V,误差为E=(Vout-V)/VX100%=0.001/7.5X100%=0.013%精确度较高。2 .测量电桥的单独仿真:98kQR2 -：4ciuk'jQ.037心7：仿真结果如图所示3 .放大电路及电平转移电路的仿真:放大电路产生8V电压，对应电平转移电路产生5V电压：lOOkOU8.300XQ放大电路产生-8V电压，对应电平转移电路产生0V电压R221的：4.5.整体电路仿真:如图，仿真时，对R3的阻值进行调整，可使测量电桥产生正、

7、负电压的区别，进而通过放大电路进行放大，再通过调节R5的阻值来调节产生的电压的误差大小。U2U5J.5C1DC 10110 hm20CKH0RY16.7.误差产生的分析:本次仿真产生误差的主要原因为：1.理论分析采用实际运放的性能参数，实际运放的输入电阻，输出电组，失调电流，失调电压等会造成误差；2.没有对运放进行调零设计，仅通过电阻值的调整来调整电路性能，仍有误差存在。表一：仿真情况Vout(V)Vout'(V)理想输出(V)误差(%)-0.037-7.9530.0180/0.0378.0265.01150.22五、总结1. 通过本次模拟电子技术课程设计，巩固了模拟电子技术课程中学习的理论知识，例如同相比例电路、反相比例电路、实际运放、稳压管等知识；2. 大致掌握了Multisim9的使用和仿真方法，初步了解了计算机辅助设计的方法；3. 本次课程设计还有相当多的不足和缺点，例如：选取某些电阻时使用的虚拟电阻，没有采用实际电阻，缺乏实用性；对误差的分析比较简单，希望通过本次课程设计，进一步掌握计算机辅助设计的能力，对本试验题目做进一步改进。六、参考文献1 .苏斌.模拟