峰值運算電路設計說明書

1、 模擬電子技術課程設計 ( 2011 - 2012 年度第 1 學期) 題 目：峰值運算電路設計 院 系：機械工程學院 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 設計周數(shù)： 2周 日期：2011年1月 1 日 目錄一·課程名稱······························&

2、#183;···········3二·設計目的和要求·································3三·設計框圖

3、3;·········································4四·所用器件和原理······&

4、#183;··························5五·理論計算·····················&

5、#183;····················8六·電路調(diào)試···························&

6、#183;··············9七·參考文獻·································&

7、#183;·······11八·設計體會········································

8、·11一·課程名稱 峰值運算電路二·設計目的和要求 設計目的1. 使學生在學完了模擬電子技術課程的基本理論，基本知識后，能夠綜合運用所學理論知識、拓寬知識面，系統(tǒng)地進行電子電路的工程實踐訓練，鍛煉動手能力，培養(yǎng)工程師的基本技能，提高分析問題和解決問題的能力。2. 熟悉集成電路的引腳安排，掌握各芯片的邏輯功能及使用方法，了解面包板結構及其接線方法，了解峰值運算電路的組成及工作原理。3. 培養(yǎng)獨立思考、獨立準備資料、獨立設計規(guī)定功能的數(shù)字時鐘系統(tǒng)的能力。 4. 培養(yǎng)書寫綜合設計實驗報告的能力設計要求設計一個峰值運算電路，使其您呢個夠將輸入信號的峰值顯示出來。三

9、3;設計框圖峰值引入部分峰值顯示輸出峰值檢測圖3.1四·所用器件及原理 二極管 晶體二極管為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于p-n 結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍

10、增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。p-n結的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩電壓之分 圖4.1 二極管 運算放大器運放如圖有兩個輸入端a（反相輸入端），b(同相輸入端)和一個輸出端o。也分別被稱為倒向輸入端非倒向輸入端和輸出端。當電壓U-加在a端和公共端(公共端是電壓為零的點，它相當于電路中的參考結點。)之間，且其實際方向從a 端高于公共端時，輸出電壓U實際方向則自公共端指向o端，即兩者的方向正好相反。當輸入電壓U+加在b端和公共端之間，U與U+兩者的實際方向相對公共端恰好相同。為了區(qū)別起見，a端和b 端分別用"-"和"+&q

11、uot;號標出，但不要將它們誤認為電壓參考方向的正負極性 圖4.2運算放大電路 峰值檢測電路在AGC（自動增益控制）電路和傳感器最值求取電路中廣泛應用，自己平時一般作為程控增益放大器倍數(shù)選擇的判斷依據(jù)。峰值檢測電路（PKD，Peak Detector）的作用是對輸入信號的峰值進行提取，產(chǎn)生輸出Vo = Vpeak，為了實現(xiàn)這樣的目標，電路輸出值會一直保持，直到一個新的更大的峰值出現(xiàn)或電路復位。就是要對信號的峰值進行采集并保持。其效果如下如（MS畫圖工具繪制）： 圖4.3 電壓峰值檢測波形峰值檢測原理：峰值檢測的基本原理很簡單，通過一個簡單的電壓跟隨器，正相輸入信號，輸出直接接反相，這樣輸出的值

12、就是輸入值。若在輸出與波形檢測部分并接一電容，當波形值增加時，顯示部分能指示出這一增加過程，同時電容也在充電，電容的電壓不斷增加。當波形的峰值下降時，由于電容已充電，這是波形顯示部分顯示的是電容記錄的最大值為了防止電容電壓下降，在電容與電壓跟隨器之間加一二極管。由于二極管的的單向導通性，二極管的電壓不會“流失”這樣就能保證顯示部分記錄的就是輸入波形的最大值。即“遇增增，遇減不變” 圖 4.4 電壓跟隨器簡圖五·理論計算1、 理論計算過程較為簡單，為了使反應靈敏一些，電容選擇較小一些，本例中選的是1UF的電容。2、 電阻選擇10m。 六·電路調(diào)試圖4.5 總體電路圖 給電路輸

13、入一個正弦信號源，使輸入信號為2khz，然后可觀察出輸出的峰值信號。 圖4.6 輸入信號圖 圖4.7 輸出峰值圖七·參考文獻【1】 高吉祥.電子技術基礎實驗與課程設計M.北京：電子工業(yè)出版社，2002 【2】 張一.劉強.測量與控制電路.北京：北京航空航天大學出版社,2009【3】 何希才.鄒炳強.通用電子電路應用400例. 北京：電子工業(yè)出版社，2005【4】 daef5ef7ba0d3c3a.html八·設計體會 通過這次課程設計學習，讓我對各種電路都有了大概的的了解，學會常用繪圖軟件的使用。這次課程設計，我收獲良多。在一開始的時候，很擔心自己不能完成實驗，因為這學期的數(shù)字電子技術不是學得很好，造成信心不是很足。后來也證明了我是可以獨立完成