模電課程設(shè)計(jì)加減法電路

1、加法運(yùn)算電路加法運(yùn)算電路- -各部分電路分析(1)電源變壓器電源變壓器是最常用的一類變壓器。根據(jù)次級電壓v與初級電壓v的關(guān)系不同，電源變21壓器可分為降壓變壓器(vv)、隔離變壓器(v=v)和多繞組變212121壓器等。此次利用的是降壓變壓器，將220V的交流電壓v變換成整流濾波電路所需交流。1(2)單向橋式整流電路(2)單向橋式整流電路整流電路是把經(jīng)過變壓后的交流電通過具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟?如二極管、晶閘管等)，將正負(fù)交替的正弦交流電壓變換為單向的脈動直流電壓。但是，這種電壓直流幅值變化很大，包含有很多的脈動交流成分，還不能作為直流電源使用。對于高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源，其整流電路一般都選用橋

2、式整流電路。整流電路常見的有單相橋式整流電路，單相半波整流電路，和單相全波整流電路。本次設(shè)計(jì)為橋式整流濾波電路，就是四個二極管兩兩并聯(lián)后接入輸出電壓分別把正負(fù)電壓整流在輸出時候獲得了正負(fù)輸出的兩次的整流電壓。圖4.8單向橋式全波整流電路0圖4.8單向橋式全波整流電路0n型濾波電路經(jīng)整流后的直流輸出電壓脈動性很大，不能直接使用。為了減少其交流成分，通常在整流電路后接有濾波電路。濾波電路的主要任務(wù)是將整流后的單向脈動直流電壓中的紋波濾除掉，使其變成平滑的直流電。在小功率電路中常采用電容濾波電路，將濾波電容C直接并聯(lián)在負(fù)載RL兩端，就可組成電容濾波電路。由于電容的儲能作用，使得輸出直流電壓波形比較平

3、滑，脈動成風(fēng)降低，輸出直流電壓的平均值增大，采用電容濾波電路可以得到脈動性很小的直流電壓。二29.1Vc1電阻R兩端的電壓為2二26.5VL流經(jīng)R的電流為2VI=-l二0.053ALR2則C1可選耐壓30V容量為2.2mF的電解電容，C4可選耐壓30V容量為3uF的電解電容。圖4.10單電源集成穩(wěn)壓電路謝示液器-X孔1時間通逍反冋112.500ms311.127V圖4.10單電源集成穩(wěn)壓電路謝示液器-X孔1時間通逍反冋112.500ms311.127V31.113V50.000ms572.589nV57.259nV保存137.500ms-311.127V-31.113VT2F時間睥比例pms/

4、DivxfeSolT加載|A陽|比例1100V/CiiviSjB比例|100V/DivYf立置O-Ext.Triggerr觸發(fā)FH邊沿k七IkE|外部I1電平1AC|0DC-|宦|糞型正建|標(biāo):住|白動|天（4）單電源集成穩(wěn)壓電路IVj220Vpk、；J100Hz0I2-交流電網(wǎng)電壓經(jīng)過變壓、橋式整流、電容濾波后的不穩(wěn)定的直流電壓加至LM7812集成穩(wěn)壓器的輸入端（IN）和公共端（GND）之間，則在輸出端（OUT）和公共端（GND）之間可得到固定的穩(wěn)定電壓輸出。其中，C2、C3是高頻旁路以及為防止自激振蕩用。選用集成穩(wěn)壓型號，確定電路形式查器件手冊選三端固定式穩(wěn)壓器LM7812，特性參數(shù)在手冊

5、中查得：輸出電壓Uo=11.5-12.5V,最大電流為1A，最小輸入電壓為14V,最大輸入電壓為35V。波形分析（1）變壓部分圖4.11變壓器兩端電壓(2)整流部分矽示-XSCl時間通道丄氐向1-2.500nnsmi：L127V29.532V50.000ms572.829nV13.809uV保存37.500ms-311.127V-29532V時間比例|5ms/Div三|比例|01甫isB比例|WQV/Div觸岌邊沿riiip(3)濾波Yf立蓋P電平AC0|DCACIfBr口?|類型je釦I標(biāo)準(zhǔn)II自動ir圖4.12整流電路圖4.13濾波電路(4)穩(wěn)壓示液睪-XHlLnT2-T1時聞.00=.j

6、1反向保存ExtTrigger時間軸iMilA通諂E比創(chuàng)|5ms/Div比剛|50V/Div比例|50V/Div土迪沿h十B|外韶|X位蠱1心胃|0.2r倚舌|cT電平廠V|Y/T加載|B/A|A/B|AC|0|DCac|dc-|堂型帀眩|標(biāo)庫|白云tl|無圖4.14穩(wěn)壓電路5工作過程分析5.1加法運(yùn)算電路第一級運(yùn)放電路為反相放大電路，將兩個信號加到運(yùn)算放大器反相輸入端。由于虛地、虛斷及虛短定理，可求出輸出電壓。此電路中利用輸出電壓vo1通過反饋元件對放大電路起自動調(diào)整作用，從而牽制了vo1的變化，最后達(dá)到輸出穩(wěn)定平衡。加法運(yùn)算電路先經(jīng)過一級運(yùn)算放大器形成如下線性關(guān)系：v=-（4V+2V）01

7、12第二級運(yùn)算放大電路采用雙端輸入的方式，Vol加到反相端，V3加到同相端。輸出信號通過R6、R5組成反饋網(wǎng)絡(luò)加到反相端。雙端輸入放大電路的輸出電壓在線性工作條件下可利用疊加定理進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。在經(jīng)過二級運(yùn)算放大器形成最終結(jié)果：V二2V+4V+Vo1235.2線性直流穩(wěn)壓電源電子設(shè)備中都需要穩(wěn)定的直流電源。直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流電路，濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?，整流電路用來將交流電壓變換為單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成分，使之成為平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電壓波動、負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直

8、流電壓的穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并穩(wěn)定輸出直流電壓。在調(diào)試過程中，主要調(diào)節(jié)兩個電容的大小來減小失真的部分，然后通過調(diào)節(jié)穩(wěn)壓部分中的幾個電阻進(jìn)一步獲得穩(wěn)定的16V輸出電壓。6元器件清單數(shù)量描述參考標(biāo)識封裝2RESISTOR,40kQR10,R71RESISTOR,25kQR91RESISTOR,50kQR81ACPOWER,10Vrms1kHz0V4Generic1CLOCKVOLTAGE,2kHz5VV3Generic1ACVOLTAGE,5Vpk2kHz0V2Generic2RESISTOR,20kQR6

9、,R51RESISTOR,100kQR41POWERSOURCES,GROUND0Generic1RESISTOR,10kQR31RESISTOR,50QR21CAPACITOR,3uFC41RESISTOR,300QR11CAPACITOR,100nFC31CAPACITOR,330nFC21CAPACITOR,2.2mFC11TSIDEALT1Generic1AC_VOLTAGE,220Vpk100Hz0V1Generic7主要元器件介紹1.運(yùn)算放大器LM358低功耗，共模輸入定呀范圍寬，包括接地。適用于電源電壓范圍很寬的單電源使用，在一定工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包

10、括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。2.固定式三端集成穩(wěn)壓器LM7812交流電網(wǎng)電壓經(jīng)過變壓、橋式整流、電容濾波后的不穩(wěn)定的直流電壓加至LM7812集成穩(wěn)壓器的輸入端（IN）和公共端（GND）之間，則在輸出端（OUT）和公共端（GND）之間可得到固定的穩(wěn)定電壓輸出。其中，C2、C3是高頻旁路以及為防止自激振蕩用。選用集成穩(wěn)壓型號，確定電路形式查器件手冊選三端固定式穩(wěn)壓器LM7812，特性參數(shù)在手冊中查得：輸出電壓Uo=11.5-12.5V，最大電流為1A，最小輸入電壓為14V，最大輸入電壓為35V。小結(jié)經(jīng)過本次課程設(shè)計(jì)，我深刻體會到實(shí)踐出真知的意義。通過上

11、學(xué)期對電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分的學(xué)習(xí)，我對這門課程有了一定的基礎(chǔ)知識。本次課設(shè)，我很幸運(yùn)地選到一個相對簡單而且熟悉的課題。根據(jù)運(yùn)算放大器的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)一個加法電路，還要求設(shè)計(jì)一個電源。看似簡單的課題，雖然學(xué)校要求是一個周的時間，但對我而言，我足足花了兩個周。剛選完我便開始復(fù)習(xí)運(yùn)算放大器的相關(guān)學(xué)術(shù)知識，我發(fā)現(xiàn)教材上的內(nèi)容對本次設(shè)計(jì)而言，略有不足。面對這樣的設(shè)計(jì)，我真的不知如何著手。與解題不同的是，我們不僅需要學(xué)好知識，還要學(xué)會如何運(yùn)用。終于通過上網(wǎng)和圖書館的圖書資源，我大概有了設(shè)計(jì)方向。我先把電路的雛形畫了出來，前前后后這次設(shè)計(jì)我畫出了三種方案，通過與同組成員對比討論，我最后選了兩級反相輸入，第二級使

12、用減法器實(shí)現(xiàn)本次課設(shè)的目的。相比仿真來說，簡單地在草紙上構(gòu)思真的很輕松。剛開始畫圖就遇到各種各樣的問題，各種各樣的元件有不同的性能，如何選擇也成了一大難題。為了滿足設(shè)計(jì)要求，需要根據(jù)電路來計(jì)算阻值。為了仿出波形，一次又一次的改變參數(shù)。面對重重困難，只能反復(fù)查閱資料，詢問同學(xué)老師。雖然本次設(shè)計(jì)不是完美的，但對于我來說，是一次很大的歷練。通過這次模電課程設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識別和測試。熟悉了常用儀器、儀表；了解了電路的連線方法。同時對直流穩(wěn)壓電源構(gòu)造及原理這一部分的知識基礎(chǔ)也更深入掌握。我感覺自己的知識得到了拓展，更深一步理解了老師上課所講的內(nèi)容。希望在以后的學(xué)習(xí)中，我不會讓所學(xué)到的內(nèi)容白白浪

13、費(fèi)掉，做到真正的學(xué)已致用！本次設(shè)計(jì)更讓我明白的是，遇到困難不能氣餒更不能妥協(xié)。雖然遇到了各種各樣的錯誤、困難。軟件出問題，花了幾個小時卸載安裝。電路出現(xiàn)錯誤，反復(fù)查閱資料，對照書籍，最終找到解決方案。其次，書本知識很重要，除了書本知識更要學(xué)會利用圖書館的書籍資源已經(jīng)圖書館系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源。通往成功的路上一定是曲折的。以小見大，這便是本次課設(shè)的人生感悟！功夫不負(fù)有心人，這次課設(shè)圓滿結(jié)束。感謝老師和同學(xué)們的幫助！致謝對于本次課程設(shè)計(jì)，首先要感謝的是指導(dǎo)我課設(shè)的秦宏老師，每次課上檢查老師都會具體到每一位同學(xué)，為我們指出錯誤與不足，幫助我們改正和完善。耐心的總結(jié)每組每個課題設(shè)計(jì)的核心，為了我們能取得優(yōu)異的成績，哪怕是課余時間也耐心為我們解答。這一個周，每節(jié)課老師都細(xì)心的檢查我們的電路，仿真結(jié)果。真的特別感謝秦老師的付出。然后我還要感謝的是教我們班模電課的羅老師，羅老師風(fēng)趣的教學(xué)風(fēng)格，讓我們更容易地接受知識。為本次設(shè)計(jì)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。最后我要感謝幫助過我的同學(xué)，謝謝你們不厭其煩的幫我修改電路。感謝你們在自己也有任務(wù)的同時，幫助我解答疑問。真誠地向你們致謝！參考文獻(xiàn)康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）.北京：高等教育出版