模電課程設計 滯回比較器.doc

滯回比較器電路設計實驗報告模擬電子技術課程設計報告專 業(yè): 班 級: 級 班 姓 名: 學 號: 指導老師: XX學院 日 期: 年 月教師評語：目錄一、設計任務和要求1二、比較器參數(shù)計算1三、 Multisim單元電路設計及電路仿真31、滯回比較器部分32、窗口電壓比較器部分3（1） 窗口比較器3（2） 窗口比較器的限幅43、 直流穩(wěn)壓電源部分44、 LM317可調穩(wěn)壓電源55、 總電路圖56、 仿真測試6四、 實體電路制作71、 元件清單72、 直流穩(wěn)壓電源改裝83、 電路元件焊接84、 實體電路測試9五、 總結與體會10一、設計任務和要求1、設計一個檢測被測信號的電路；被測信號在2V-5V內輸出電平不變；小于2V輸出低電平，大于5V輸出高電平。2、高電平為+3V，低電平為-3V；3、參考電壓UREF自行設計；4、用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設計電路所需的正負直流電源（12V）。二、比較器參數(shù)計算在任意電平比較器中，如果將集成運放的輸出電壓通過反饋支路加到同相輸入端，形成正反饋，就可以構成滯回比較器，如圖（2-1) 所示。它的門限電壓隨著輸出電壓的大小和極性而變。從圖（2-2）中可知，它的門限電壓為： （1） 而uo = UOM，根據(jù)上式可知，它有兩個門限電壓（比較電平），分別為上門限電壓UH和下門限電壓UL，兩者的差值稱為門限寬度或遲滯寬度。即： U=UH UL （2） 當集成運放的輸出為+UOM時，通過正反饋支路加到同相輸入端的電壓為： 則同相輸入端的合成電壓為： = UH（上門限電壓） （3）當ui由小到大，達到或大于上門限電壓UH 的時刻，輸出電壓uo才從+UOM躍變到-UOM，并保持不變。此時，通過正反饋支路加到同相輸入端的電壓為： 此時同相輸入端的合成電壓為： = UL（下門限電壓） （4） 當ui從大變小，在ui達到或稍小于UL的時刻，輸出電壓uo又從-UOM躍變到+UOM，并保持不變。根據(jù)（3）和（4）式，可求得遲滯寬度為： （5） 結合題目要求，由（5）式得R1:R2=1：1，再由（3）式得=7V。3、 Multisim單元電路設計及電路仿真1、滯回比較器部分被測信號從反向輸入端輸入，=7V,R1=R2=20K，如圖3-1所示。 2、窗口電壓比較器部分（1） 窗口比較器窗口比較器是由一個反向輸入差動任意電平比較器和另一個同相輸入差動任意電平比較器適當?shù)亟M合而成。如圖3-2 所示。（2） 窗口比較器的限幅實際的運放中，開環(huán)放大倍數(shù)，相當于沒有反饋回路的一個放大電路，開環(huán)放大倍數(shù)就是輸出與輸入的比值；在Multisim中，必須在輸出信號中接上限幅電路，以保證輸出電壓符合實際，如圖3-3所示。 3、 直流穩(wěn)壓電源部分直流穩(wěn)壓電源，是一種將220V交流電轉換為穩(wěn)壓輸出的直流電源裝置，它是由電源變壓器，整流電路，濾波電路和穩(wěn)壓電路四個部分組成。 4、 LM317可調穩(wěn)壓電源LM317的電壓輸出范圍是1.25V-37V，負載電流最大為1.5A，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓，連續(xù)可調。此外該器件內置過載保護電路、安全保護等多重保護功能。內阻小、電壓穩(wěn)定、噪聲極低、輸出紋波小。在此用作輸入信號的電壓調節(jié)器。 5、總電路圖將上述幾部分進行有機連接，得到總電路圖，如圖3-6所示。6、 仿真測試調節(jié)滑動變阻器R3，改變輸入信號的電壓，觀察輸出信號的改變。由仿真結果可知，設計電路符合題目要求。 4、 實體電路制作1、 元件清單所有元件均從淘寶網(wǎng)購買，到貨用時四天。元件名稱數(shù)量UA7413LM7812三極管1LM7812三極管1LM317三極管1變壓線圈1電阻包1電容包1二極管包1變阻器1穩(wěn)壓管包1雙面噴錫板12x8CM12、 直流穩(wěn)壓電源改裝因為沒有買到合適的變壓線圈，因此打算用12V直流變壓器改裝12V開關電源。拆開變壓器外殼，加入一個反向二極管使其輸出-12V電壓，同時利用一根USB線接出+12V,-12V和GND。3、 電路元件焊接結合總電路圖進行焊接，因為焊工不是很好，飛線布置的也不太合理，顯得有些粗糙。4、 實體電路測試經(jīng)測試，所做電路基本達到題目要求，但存在誤差?？赡茉驗椋壕€路存在電阻問題；測量儀器存在誤差；元件參數(shù)不標準；設計原理存在缺陷等。 5、 總結與體會經(jīng)過一段時間的努力，總算把這次課程設計做好了。其中經(jīng)歷了種種波折：仿真時Multisim時常崩潰，電壓高的離譜；做實物時零件不夠，各種想辦法替代等等都令我頭疼不已。通過這次設計，我熟悉了Multisim的使用方法，練習了電子元件的焊接，也學習不少電路知識。雖然歷盡艱辛，最終還是達到了設計的要求，此次設計就是一次把理論轉