模擬電子技術(shù)課程設計實驗報告

PAGE0xxxxxxx學院模擬電子課程設計(綜合實驗)班級：電子信息工程xxxx姓名：xx學號：1207050227指導教師：設計時間：2014年xxxxxxx學院二〇一四年一、

實驗目的

通過集成直流穩(wěn)壓電源的設計、安裝和調(diào)試，要求學會：

1.選擇變壓器、整流二極管、濾波電容和集成穩(wěn)壓器來設計直流穩(wěn)壓電源

;2.掌握直流穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)及測試方法

;3.了解RC橋式正弦波振蕩器的工作原理并學習RC橋式正弦波振蕩器的設計以實現(xiàn)掌握RC橋式正弦波的調(diào)試方法。二、設計任務1.集成穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標輸出電壓為±12V;輸出紋波電壓小于5mV，輸出內(nèi)阻小于0.1Ω加輸出保護電路，最大電流不超過2A2.RC橋式正弦振蕩器的主要指標輸出頻率范圍（100kHz～10kHz）三、實驗原理與方案選擇1、實驗整體電路仿真圖：2、穩(wěn)壓電源的組成原理

直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖和波形變換如下：（1）

電源變壓器：將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需的低電壓。

（2）

整流電路：一般由具有單向?qū)щ娦缘亩O管構(gòu)成，經(jīng)常采用單相半波、單相全波和單相橋式整流電路。應用最為廣泛的是橋式整流電路，4個二極管輪流導通，無論正半周還是負半周，流過負載的電流方向是一致的，形成全波整流，將變壓器輸出的交流電壓變成了脈動的直流電壓。

輸出波形：

（3）

濾波電路：加入電容濾波電路后，由于電容是儲能元件，利用其充放電特性，使輸出波形平滑，減小直流電中的脈動成分，以達到濾波的目的。為了使濾波效果更好，可選用大電容的電容為濾波電容。因為電容的放電時間常數(shù)越大，放電過程越慢，脈動成分越少，同時使得電壓更高。

輸出波形：

（4）

穩(wěn)壓電路：穩(wěn)定輸出電壓。穩(wěn)壓電路種類很多，包括穩(wěn)壓管，串聯(lián)穩(wěn)壓，集成穩(wěn)壓器等。該實驗中我們選用的是三端式固定輸出穩(wěn)壓器W78XX，W79XX

固定三端集成穩(wěn)壓器。典型電路圖如下：3、RC橋式正弦振蕩器的工作原理RC橋式正弦振蕩器仿真圖如下：RC振蕩器的典型電路：RC橋式正弦振蕩器又稱文氏電橋振蕩器，是采用RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的一種正弦波振蕩器。它具有較好的正弦波形且頻率調(diào)節(jié)范圍廣，廣泛應用于產(chǎn)生1MHz以下的正弦波信號，且振蕩幅和頻率較穩(wěn)定。上圖電路有兩部分組成，即左半部分的選頻網(wǎng)絡和右半部分的放大電路。放大電路為由集成運放所組成的電壓串聯(lián)負反饋，而選頻網(wǎng)絡則由正反饋網(wǎng)絡組成。由于放大器采用集成運放并引入電壓串聯(lián)負反饋，其輸入，輸出阻抗對正反饋網(wǎng)絡的影響可以忽略。RC串并聯(lián)正反饋網(wǎng)絡的選頻特性：一般取兩電阻值和兩電容值分別相等。由分壓關(guān)系可得正反饋網(wǎng)絡的反饋系數(shù)表達式：則，幅頻和相頻圖如下：（2）元件參數(shù)的計算：=1\*GB3①確定R、C值由于f0=1/2πRC=10kHz,為了使選頻網(wǎng)絡的選頻特性盡量不受集成運算放大器的輸入電阻Ri和輸出電阻Ro的影響，應使R滿足下列關(guān)系式：Ri>>R>>Ro，一般Ri約為幾百千歐以上，Ro僅為幾百歐以上。故確定R=0.68kΩ，則C=0.022uF。=2\*GB3②確定R1、RfRC選頻網(wǎng)絡對于中心頻率f0的放大倍數(shù)為F=1/3，而回路起振條件為|AF|>=1。故放大電路的電壓放大倍數(shù)A=(R1+Rf)/R1>=3，即Rf/R1>=2，取Rf/R1=2。即：R=R1//Rf=0.68KΩ，得R1=（3.1/2.1）*R=1kΩ,Rf=2.1R1=2.1kΩ。（3）振蕩頻率和起振條件電路在fo時滿足φF+φA=0,而對其他任何頻率，則不滿足振蕩的相位平衡條件所以電路的振蕩頻率為fo=1/2πRC。已知當f=fo時，|F|=1/3,為了滿足振蕩的幅度平衡條件，必須使|AF|>=1，由此可以求得振蕩電路的起振條件為|A|>3。四、使用材料整流二極管6個；點解電容470uF2個，104瓷片電容2個，223瓷片電容2個；穩(wěn)壓芯片W78xx1個，W79xx1個；680Ω電阻2個，1kΩ電阻1個。2.1kΩ電阻1個；集成運放芯片LM3241個；剝線鉗1個，烙鐵1個，萬用板1塊；導線，焊錫若干五、數(shù)據(jù)測試變壓器輸出：39V整流電壓輸出：51.8V濾波電壓輸出：26.3V,-26.4V穩(wěn)壓管輸出：11.9V,-12.1V紋波電壓：4mV正弦波頻率：8.5kHz正弦波輸出：10.75V反饋系數(shù)：0.28六、問題與解決

這次焊接給了我很多經(jīng)驗總結(jié)，比如焊接中錫絲融化的多少才合適，烙鐵頭接觸錫絲以及元器件的時間長短，還有助焊劑松香的搭配使用，元件的剪腳等都會影響焊接的結(jié)果。

在檢查過程中還出現(xiàn)了很多問題，比如第一次焊接完成后測試時，負極電壓輸出僅僅為幾伏，斷電之后發(fā)現(xiàn)就把兩個整流二極管給燒了，后來我們通過檢查，原因是我們不太清楚萬用板的構(gòu)造，外邊兩圈是短路的，我們剛好把兩個引腳接到了外邊兩圈，換了兩個二極管之后測試時大致波形是出來了，但失真比較嚴重，于是我們又換了幾次電阻，最后發(fā)現(xiàn)只有當反饋電阻式2.1kΩ的時候波形失真最小。七、心得在這次制作實驗中我學到了很多東西，對此也很感興趣，首先我學到了不少焊接的經(jīng)驗，避免了一些出現(xiàn)在焊接方面的問題，以便于后期易于檢測；其次，我學會對一些簡單的元器件的識別與檢測，以及學會了元器件的引腳和使用方法，了解了一些工具的使用方法。這樣的實驗培養(yǎng)了我們的動手能力，所謂熟能生巧，在布線，焊接，檢查電路各種方面我們都有很大的提高。一個實驗只要認真對待，不管結(jié)果怎樣，我們一定會有收獲。而且在實習中我感覺到實踐與理論相結(jié)合是非常重要的，平時在課本上學到的只是一些理論知識，在實際焊接制作中會出現(xiàn)很多意想不到的問題，通過檢測與修改可以使實習進一步的進行下去。這次設計滲