電子工程訓(xùn)練

1、電子工程訓(xùn)練（I）實(shí)驗(yàn)報(bào)告電子工程設(shè)計(jì)一.電子工程設(shè)計(jì)任務(wù):本課程是根據(jù)電子信息類本科學(xué)生以及具體電子工程設(shè)計(jì)中的一些實(shí)際內(nèi) 容而設(shè)計(jì)。為了課程的整體性和課堂教學(xué)的可操作性，將課程分成兩個(gè)部分：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作；完成電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)電路的焊接與 制作。波形發(fā)生器的電路設(shè)計(jì)、仿真與制作。完成電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算，通過仿真確 定參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)電路的焊接與制作。二.電子工程設(shè)計(jì)目的:在電子設(shè)備以及電子系統(tǒng)中，電源是極其重要并且不可缺少的部件，如果沒 有性能穩(wěn)定的電源任何電子系統(tǒng)都無法工作。本課程通過對(duì)直流穩(wěn)壓電源的 設(shè)計(jì)制作和調(diào)試，了解直流穩(wěn)壓電源的基本原理和技術(shù)指標(biāo)。同樣，信號(hào) 發(fā)生器在

2、電子及通信系統(tǒng)中也是不可缺少的一部分，而且為了檢測(cè)和調(diào)試電 子系統(tǒng)，首先必須接入該系統(tǒng)所需要的信號(hào)。本課程通過設(shè)計(jì)制作以及調(diào) 試多波形信號(hào)發(fā)生器，了解信號(hào)發(fā)生器的基本原理和技術(shù)性能。同時(shí)，該工 程設(shè)計(jì)可以提高學(xué)生在電子工程設(shè)計(jì)和實(shí)際操作方面的綜合能力，培養(yǎng)在完 成工作項(xiàng)目中所應(yīng)具備的基本素質(zhì)和要求。培養(yǎng)研發(fā)能力，通過對(duì)穩(wěn)壓電源和信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作，初步掌握在給 定條件和要求的情況下，如何達(dá)到實(shí)用的設(shè)計(jì)方法巧妙合理地去設(shè)計(jì)系統(tǒng) 中的某一部分電路，并將其兩部分設(shè)計(jì)組成成一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生單元。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，科學(xué)的實(shí)事求是的工作方法，提高查閱資料和語言表達(dá)能 力以及理論聯(lián)系實(shí)際的技能。第一部分直流穩(wěn)壓

3、電源的設(shè)計(jì)與制作總體要求在學(xué)習(xí)掌握直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)上，掌握設(shè)計(jì)和計(jì)算方法并設(shè)計(jì) 輸出雙路正負(fù)12伏和正5伏的直流穩(wěn)壓電源。在設(shè)計(jì)電路的基礎(chǔ)上，焊接制作穩(wěn)壓電源，并使用適當(dāng)方法測(cè)試 其性能。并觀察直流穩(wěn)壓電源的各點(diǎn)波形。直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo) 輸入：AC 220V10%,50Hz；輸出：DC12V2%, 0.2A； DC+5V2%, 0.5A；電壓調(diào)整率 Su (AU0/U0) /(AUI/UI)：小于 0.02；穩(wěn)壓系數(shù) Sr (A U0/U0)：小于 0.01；紋波電壓A UOP-P :小于10mV。3 .電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)直流穩(wěn)壓電源的組成組成框圖整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路第二部分波形發(fā)生器的設(shè)

4、計(jì)與波形總體要求（1）熟悉集成電路555的基本原理，了解555時(shí)基電路的應(yīng)用電路， 設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，訓(xùn)練電路的制作與調(diào)試技術(shù)，掌握信 號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)原理。（2）以NE555時(shí)基電路為核心，設(shè)計(jì)制作一個(gè)多波形信號(hào)發(fā)生器（或 者稱函數(shù)信號(hào)發(fā)生器）。波形發(fā)生器技術(shù)指標(biāo)（1）分別輸出方波、三角波和正弦波；（2）波形頻率960Hz1.2KHz可調(diào)，最后精確輸出1KHz；（3）輸出正弦波波形幅度3V;（4）發(fā)揮波分，三種波形輸出可調(diào)2V5V。電路設(shè)計(jì)參考波形發(fā)生器的組成（5）組成框圖（一）各部分電路圖1、第一部分：直流穩(wěn)壓電源電路圖1 2O地g +12V+5V1 2O地g +12V+5V-12V2

5、2、第二部分：波形發(fā)生器電路圖1、第一部分：直流穩(wěn)壓電源原理圖說明電源變壓器的工作原理電源變壓器的作用是將電源電壓u1(t)變成整流電路需要的交流電壓u2(t)， 即 u2(t)=KU1sin(wt)=U2sin(wt)。其中 K 為變壓器的變比。K=U2/U1。 U2, U1為有效值。額定輸出功率和輸入功率是電源變壓器的兩項(xiàng)主要目標(biāo)。電源變壓器的額定輸 出功率只是次級(jí)在額定負(fù)載下輸出的視在功率，它決定于次級(jí)負(fù)載和整流電路。 若采用橋式全波整流電路，然后濾波，則此時(shí)變壓器額定功率Ps為Ps=U2I2 電源變壓器的傳輸效率是額定輸出功率Ps和實(shí)際輸出功率P輸出之比的百分?jǐn)?shù) n =ps/p 輸出x

6、 100%整流電路整流電路的作用是將交流電壓交換成脈動(dòng)的直流電壓。這種單向的脈動(dòng)直 流電壓含有很大的紋波成分，一般不能使用。有半波整流、全波整流和橋式整流幾種方式。考慮到整流效率及對(duì)器件的 要求，多采用橋式全波整流電路，即用4只整流二極管V1-V4連接成電橋形式 的整流電路。它利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢㈦娫醋儔浩鬏敵龅慕涣麟妷簎2(t) 變成單方向的全波脈動(dòng)直流電。由于橋式整流電路經(jīng)常使用，故該電路已被制 成整流橋器件，市場(chǎng)上有多種規(guī)格型號(hào)供選擇。濾波電路濾波電路是利用儲(chǔ)能元件將脈動(dòng)的直流電壓平滑?？捎脛?dòng)態(tài)元件L、C來實(shí)現(xiàn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，通常利用電容元件在電路中 的儲(chǔ)能作用，在負(fù)載兩端并聯(lián)電

7、容c，當(dāng)電源供給的電壓升高時(shí)，它把部分能量 儲(chǔ)存起來，而當(dāng)電源電壓降低時(shí)，就把能量釋放出來，使負(fù)載電壓平滑，達(dá)到 濾波的目的。橋式整流和電容濾波電路的輸出電壓約為U0=12U2。穩(wěn)壓電路經(jīng)整流濾波后的直流電源還不是理想的電源，它會(huì)隨著負(fù)載的變化，輸入 電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而改變輸出電壓的大小。因此，必須采用穩(wěn)壓電路來維持輸出 電壓的穩(wěn)定。設(shè)計(jì)與使用穩(wěn)壓電路，涉及的參數(shù)主要有輸出電壓、輸出電流、管壓降等。 另外還要考慮散熱等問題。例如，7805，輸出電壓為5V，輸出電流為1A，管壓 降為2-3V。當(dāng)輸出電流05A時(shí)要使用散熱片。另外，還有一類集成穩(wěn)壓塊， 屬于低管壓降類型，例如2930、2940系列，

8、UI-U0可以低到07IV。性能指標(biāo)的含義：電壓調(diào)整率Su (A U0/U0) /(A UI/UI):又稱電壓穩(wěn)定度。指在負(fù)載 RL不變的情況下，輸入電壓的相對(duì)變化引起輸出電壓的相對(duì)變化情況。穩(wěn)壓系數(shù)Sr (A U0/U0):又稱為負(fù)載穩(wěn)定度。是指在輸入電壓不變時(shí)， 穩(wěn)壓器對(duì)于由于負(fù)載電流(輸出電流)變化引起輸出電壓脈動(dòng)的抑制能 力。可在額定負(fù)載電流(20%80% )范圍內(nèi)測(cè)量。紋波電壓A U0p-p：是指疊加在輸出電壓U0上的交流分量，常用峰-峰值 表示。所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示:紋波穩(wěn)壓效果穩(wěn)壓系數(shù)輸入 電壓12V-12V5V負(fù) 載12V 11.92V-12V -11.81V5V5V電壓波形20

9、0V11.82V-11.7 6V4.16V50 Q4.99V5V直線0220V/10 Q5.01V12V直線0240V11.84V-11.7 6V4.96V300 Q11.78V-11.80V/-12V直線2mV/100 Q11.75V-11.78V/第二部分：波形發(fā)生器原理圖說明555時(shí)基電路是一種數(shù)字、模擬混合（即雙極性）的中規(guī)模集成電路、應(yīng)用 十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時(shí)間延遲和多種脈沖信號(hào)的電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn) 使用了三個(gè)5k電阻，故取名555電路。其電路類型有雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的三 位數(shù)碼都是555或556；所有的CMOS產(chǎn)品型號(hào)最后四位數(shù)碼都是7555或7556, 二者的邏輯功能和引

10、腳排列完全相同，易于交換。555和7555是單定時(shí)器。556 和7556是雙定時(shí)器。555時(shí)基電路具有定時(shí)精度高、溫度漂移小、速度快、可 以直接與數(shù)字電路相連、結(jié)構(gòu)簡單、功能多、驅(qū)動(dòng)電流較大等優(yōu)點(diǎn)。方波的輸出波形幅值可以達(dá)到4V，由于經(jīng)過電阻，波形的幅度會(huì)變小，所 以在三角波和正弦波上加放大器，使輸出波形幅值可以達(dá)到4V。三角波正弦波未放大波形幅值0.9V0.175V放大之后的幅值4V4V放大倍數(shù)4.5倍23倍通過這次電路設(shè)計(jì)，我從中了解了直流穩(wěn)壓電源和波形產(chǎn)生器的知識(shí)，同 時(shí)也了解到了自己對(duì)于理論和實(shí)際應(yīng)用的統(tǒng)一和對(duì)于器件在實(shí)踐中的使用還有 很大的不足。對(duì)于沒有什么基礎(chǔ)的我來說，學(xué)習(xí)上遇到了很多困難。但是慢慢 的，在老師和同學(xué)