基准电压源及放大电路设计实用教案

1、Page 1基本电压(diny)源及放大电路设计指导老师：杨新艳小组成员：顾少燃、翟旭东 温振、 王谱豪、王佳伟第1页/共24页第一页，共24页。Page 2方案3分析2 目标目标1仿真4基本电压(diny)源及放大电路设计5优化第2页/共24页第二页，共24页。Page 3基本电压(diny)源及放大电路设计目标1设计一个基准电压(diny)的产生和放大电路1.采用基准电压(diny)源产生一个5v的稳定电压(diny)2.了解放大电路的基本原理并设计一个放大电路（倍程不限）第3页/共24页第三页，共24页。Page 4基本电压(diny)源及放大电路设计分析(fnx)2如何产生基准(jzh

2、n)电压？理想基准(jzhn)电压源不随负载、温度、时间的变化而改变，可以考虑利用二极管的导通压降固定这一特性；或者利用MC1403芯片。如何设计放大电路考虑到基准电压源的输出为直流信号，可以考虑使用集成运放进行放大。第4页/共24页第四页，共24页。Page 5基本(jbn)电压源及放大电路设计方案(fng n)3第5页/共24页第五页，共24页。Page 6基本电压(diny)源及放大电路设计1.电阻分压 2.普通正向(zhn xin)二极管3.齐纳二极管（稳压二极管）4.温度补偿性齐纳二极管5.带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）基准(jzhn)电压集成运放 LM358放大电路第

3、6页/共24页第六页，共24页。基本电压(diny)源及放大电路设计方案分析方案一：电阻分压根据安培定律(dngl)U=IR，可以获得所需基准电压。但这种方法获得的基准电压的稳定性取决于电源的稳定性方案二：普通正向二极管不依赖于电源电压的恒定基准(jzhn)电压，但其电压的稳定性并不高，且温度系数是负的，约为-2mV/，基准(jzhn)电压低。第7页/共24页第七页，共24页。基本电压(diny)源及放大电路设计方案分析方案三：齐纳二极管（稳压管）电压低于56V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度系数(xsh)为负 ；电压高于56V的稳压管，雪崩击穿为主，稳压值的温度系数(xsh)为正。但同一

4、型号管子其击穿电压的离散性很大，稳定性不够高。方案四：温度补偿齐纳二极管串联反接两个稳压二极管可以起到温度补偿的作用。从而减小温度系数对稳压值的影响(yngxing)。 但是其基准电压比较大、噪声系数大，不适合做基准电压源。第8页/共24页第八页，共24页。基本(jbn)电压源及放大电路设计方案分析方案五：带隙基准(jzhn)源（采用CMOS，TTL等技术实现）Bandgap voltage reference，常常有人简单地称它为Bandgap。是利用一个与温度成正比的电压与二极管压降之和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准(jzhn)。因为其基准(jzhn)电压与硅的带隙电压差

5、不多，因而称为带隙基准(jzhn)。实际上利用的不是带隙电压。现在有些Bandgap结构输出电压与带隙电压也不一致。优点：产生基准(jzhn)的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有确定温度特性的直流电压 第9页/共24页第九页，共24页。基本(jbn)电压源及放大电路设计MC1403第10页/共24页第十页，共24页。基本(jbn)电压源及放大电路设计MC1403根据(gnj)虚短虚断，可知即所以(suy)当 时 第11页/共24页第十一页，共24页。基本电压(diny)源及放大电路设计最佳方案 。 (2)再利用LM358AD对2.5V电压进行同向放大，放大两倍后就得到5.0V电压。 (1)先

6、用MC1403U基准电压源产生2.5V稳压第12页/共24页第十二页，共24页。Page 13基本电压(diny)源及放大电路设计仿真(fn zhn)4第13页/共24页第十三页，共24页。基本(jbn)电压源及放大电路设计仿真模块第14页/共24页第十四页，共24页。基本电压(diny)源及放大电路设计仿真整体第15页/共24页第十五页，共24页。基本电压(diny)源及放大电路设计仿真指标测试序号输入电压/V输出电压/V12.5003.43924.5005.000310.0005.000420.0005.001530.0005.002640.0005.003780.0005.007结论：当

7、输入电压在4.5V45V内时，输出电压稳定在5V左右，误差极小，整个系统符合设计要求。第16页/共24页第十六页，共24页。Page 17基本电压(diny)源及放大电路设计优化5第17页/共24页第十七页，共24页。Page 18基本电压(diny)源及放大电路设计系统优化 问题：实际情况中，输入信号中必然混有交流信号。这会对系统的稳定性产生影响。优化方案：加入电容(dinrng)通交阻直，以及电感通直阻交的特性，对系统进行优化。第18页/共24页第十八页，共24页。Page 19基本(jbn)电压源及放大电路设计系统优化 利用函数发生器，产生频率f=50kHz，Vp=5V的噪声,则输入(s

8、hr)信号如图所示。第19页/共24页第十九页，共24页。Page 20基本(jbn)电压源及放大电路设计优化前 可以看出，输出信号中存在(cnzi)交流成分。第20页/共24页第二十页，共24页。Page 21基本(jbn)电压源及放大电路设计优化后 在系统(xtng)中加入电容C=100uF，电感L=100mL第21页/共24页第二十一页，共24页。Page 22基本电压(diny)源及放大电路设计优化后输出信号中的交流 成分完全(wnqun)被抑制。第22页/共24页第二十二页，共24页。第23页/共24页第二十三页，共24页。NoImage内容(nirng)总结Page 1。小组成员：顾少燃、翟旭东 温振、。2.了解放大电路的基本原理并设计一个放大电路（倍程不限）。理想基准电压源不随负载、温度、时间的变化而改变，可以考虑利用二极管的