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两级交流放大电路 和多量程电压表设计
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( 4 )频率特性分析:
图 4.41 频率下限 FL
图 4.42 频率上限 FH
分析: 题目要求为通频带为 20Hz-10KHz,总的来说测得的带宽基本是在这个范围之内的。 符合要求。 ( 5 )输入电阻和输出电阻: 在前两级的设计中 Ri=20 kΩ Ro=20 kΩ 输入电阻和输出电阻也是满足要求的。至此整个电路的设计以及测试完毕,符合要 求。
图 1.5 第一级输出电压
如图所示
Vo1=Vi2=500.098mv
增益及电压比较:根据增益 Av1=100,可以算得理论的第一级输出电压值应该是 Vo1=100×5=500mv 和实测值一样。
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2.输出级
图 2 输出级放大电路
( 1 )输出级电阻的计算及选择: 根据理论值取 Vi2=Vo1=500mv
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器重点放在提高测量准确度,故测量准确度一般比万用表高。 多量程电压表的核心设计思路是利用了串联分压电路,在表头显示相同 数值的情况下,通过调节电阻值大小,表笔间电压值不同,达到量程不 同、所测电压不同的目的。并通过测量实际电压值来检验所做电压表是 否能实际应用。 通过模拟多量程电压表的制作,我掌握了单量程直流电压表的扩程改装 技术,了解了多量程电压表的量程改装原理,学习到了电压表的调整和 检定方法。通过模拟多量程电压表的制作,既巩固了电路的基本知识, 达到学以致用的目的, 还学会了电表的扩程改装技术, 提高了实验技能。
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两级交流放大器的设计
一、设计方案
( 1 )根据要求,本设计为选择用两个 741 集成运放来实现两级交流放大的效果. ( 2 )为了使得输入端在电源吸取能量的能力强,且使得输出端带负载的能力强,于是 采用第一级电路为串联负反馈。第二级采用电压负反馈。 ( 3 )在输入级电路采用同相输入的形式,输出端采用的是反相输入的形式。 ( 4 )要求增益为 Av=1000,因为第一级主要是起到放大的作用,所以可以使得第一级 增益为 Av1=100,第二级主要是体现出接负载的能力,使得 Av2=10。 ( 5 )反复调试电路,使之符合要求。 整体方案设计完毕。
四、小结
1、在本次两级交流放大电路的设计中,充分的将本学期所学到的东西运用到实践中 来,在设计这个电路的过程中,我们组遇到了不少难题,很是纠结,但经过我们的 反复调试和原件的选择,最终我们还是成功完成了。很好的锻炼了我们独立思考和 动手的能力。 2、进度还是有点慢,主要是缺乏对整个电路的整体把握,以至于很多东西一直是一 改再改,浪费了很多时间。 3、深刻体会到了团队合作的重要性,只有队员之间的相互配合和分工,才能使项目 快速的运转起来。
( 2 )第二级电容参数的选择及计算: 根据第一级的电容选择公式同样可以求出 C2、C3 的范围。
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在这里取
C2=C3=C1=1uf
( 3 )调试后输出级的波形:
图 2.1 输出级波形
波形分析:可以看出由于是反相输入,因此输入和输出相位是相差 180°的,且输 出波形没有失真,符合要求。 ( 4 )输出级电压:
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( 1 )输出波形:
图 4.1 输出波形
波形分析: 没有出现失真,符合要求。 ( 2 )输出电压及各级电压的比较:
图 4.21 输入电压
图 4.22 第一级输出输电压
图 4.23 输出电压
最大不失真输出电压 ( 3 )信号放大分析:
Vo=5v
三个电压分别如上,在输入为 Vi=5mv 的条件下,经过两级交流放大器在输出端得 到了要求的电压即: 第一级增益 第二级增益 整个电路的增益 Vo=5v Av1=500.098/5=100 Av2=5/0.5=10 Av= Av1×Av2=1000
通过校准, 测量出电表各个指示值 Ix 和标准电表对应的 指示值 Is,从而得到电表刻度的修正值 DIx= Is-Ix。以
Ix 为横坐标,DIx 为纵坐标,作出校准曲线 Ix~DIx,
两个校准点之间用直线连接,整个曲线如图 4-21-3 所 示,根据校准曲线可以修正电表的读数。
总结 直流多量程电压表是单一功能的电子仪表,比起万用表的多功能,该仪
五·心得体会 通过这次实验学会了如何设计实验, 加深了对两级交流放大电路的了解;
这次实验也让我们充分体会了团队合作的作用和力量,使我们在以后的学习和生活 更加的轻松和快乐。
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多量程电压表的设计
一、摘要 应用表头串联分压电路和波段开关,开关掷向不同档位时,利用电阻大 小变化达到量程变化的目的:表头所串联的电阻越大,满偏时红黑表笔 两端电压越大,即量程越大;通过测量实际已知电压来调试校准自制多 量程电压表是否准确。 二、关键词 多量程、电压表、毫安表头、波段开关、电阻 三、目录
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0.1v/10v=r0/(r0+r1+r2),得 r2=9000Ω;接 50v 档时, 。 。 。r3=40000Ω。 根据上述原理和计算,可以得到仪表扩展量程的方法。 磁电式仪表用来测量直流电压、电流时,表盘上的刻度是均匀的(即 线性刻度) 。因而,扩展后的表盘刻度根据满量程均匀划分即可。
指导教师评语:
该生具有查阅文献资料和手册的能力,了解与课题有关的电子电路 以及元器件的工程技术规范。能够把课堂理论知识用于实际,按照任务 书的要求完成设计任务。设计思路明确,概念清晰,设计的电路正确, 分析计算合理,仿真结果满足性能指标要求,论文内容详尽,格式满足 报告要求。
评定成绩为:
指导教师签名:
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( 2 )输入信号: 根据要求输入信号幅值为 5mv,频率为 1kHZ 的信号。 ( 3 )电容参数的计算及选择: 根据公式 可以选取 C1= [(1~10)]/(2π f L Ri) C1=1uf
( 4 )调试后的输入级波形:
图 1.4 输入级波形
波形分析:输入级输出电压波形和输入电压相位是相同的,且调试之后没有失真。 ( 5 )第一级输出电压:
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0
G0
K1 E R0 A RH C B K2 R
G
RG R0
。 图1
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多量程电压表由表头和测量电路组成。表头通常选 用磁电式仪表,其满量程和内阻用 Im 和 R0 表示。 多量程(如 1V、10V)电压表的测量电路如图 16-1 所示,图中 R1、R2 称为倍压电阻,它们的阻值与表头参 数应满足下列方程: (1)Im(R0+R1)=1V
四、实验目的 (1) 理解掌握分压电路在仪器仪表中的应用; (2) 培养智力因素中思维和想象力,提高工程设计能力 五、 设计 a) 用半偏法测定表头内阻 原理如图 1, K 2 断开时,调节 RH,使 G 指示满偏 I G ,此时 G0 的读 数
I G0
1 IG 闭合 K 2 ,在保证 I G 不变的情况下,调节 R ,使指示在 2 处,则
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( 6 )两级交流放大电路元件清单: 表 1: 元件 交流电压源 运算放大器 电容 C1.C2.C3 R1 Rp1 Rf1 R2 Rp2 Rf2 R3 型号 普通 LM741 1uF 19.86 KΩ 20KΩ 2 MΩ 1 KΩ 10KΩ 10KΩ 20KΩ
表 1 元件清单
数量 1个 2个 3个 1个 1个 1个 1个 1个 1个 1个
图 2.4 输出级电压
增益以及电压分析: 符合题目要求。
最大不是真输出为 5v
增益 Av2=5/0.5=10
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三、总体设计
总体电路设计如下:
图 3 两级交流放大原理图
总体调试: 根据前边两级电路接好的图进行调试,保持参数值不变,在输波形不失真的情况下, 记录电压数值,以及波形和幅频特性图。
图 4 两级交流放大电路测试图
(2)Im(R0+R1+R2)=10V (3)Im(R0+R1+R2+R3)=50V
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因为有三个量程,开关选用单刀三掷开关。 当表头参数确定后,倍压电阻和分流电阻均可计算出来。表头选择 Im=1mA,Ro=100Ω 的毫安表头。 表针满偏时,表头两端电压为 1mA*100Ω=0.1V。当接 1v 档时,因为电 压表并联在元器件两端,所以元器件两端电压应与红黑表笔间,即表头 与 R1 总电阻两端电压相等,所以指针满偏时电压为 1v。由分压定理, 0.1v/1v=R0/(R0+R1)=100/(100+R1),得 R1=900Ω;同理,接 10v 档时,
六、 装配 按照电路图,将表头负极连接黑表笔,表头正极串联 r1、r2、r3,并分 别将 r1、r2、r3 另一端接至开关的三个掷,开关刀接红表笔
七、 调试 ① ①
② ②
机械调零, 校准量程,将改装表与标准表串联,通电后使标准表指示
SmΒιβλιοθήκη 为 I m ,观察被改装表 G 是否刚好满刻度。若不是,调节电阻箱 R( R ) , 使改装表指针在满刻度处。这时,若标准表的读数偏离了 I 值,则应调 节电路电流,使标准表的指针回到原来的读数 I 值,并再调节电阻箱 R, 使改装表 G 的指针刚好指在满刻度处。如此反复,逐步逼近,直至标准 表为 I 值的同时,改装表 G 也刚好满刻度为止。记下此时的电阻箱上的
二、单元电路的设计和计算
1.输入级
图 1 输入级放大电路图
( 1 )输入级电阻参数的计算及选择: 根据要求输入为 20kΩ 的电阻,有,Rp1=Ri=20 kΩ 而 反馈网络中增益 可以联合求出 Ri=R1//Rf1 Av1=1+Rf/R1=100 R1=20.2 kΩ,Rf=2000 kΩ。
经过调试后输出电压不够理想,为了使测得的增益符合要求,所以决定取 R1=19.86 kΩ,Rf=2000 kΩ
课程设计题目:
两级交流放大器的设计
要求完成的内容: 使用集成运算放大器设计一个两级交流放大器。 技术指标要求为: 中频电压放大增益为 1000,输入电阻为 20kΩ,通频带为 20Hz-10KHz,最大不失 真输出电压为 5V, 负载电阻为 20kΩ。 所使用的元器件要求为: 运算放大器 (LM741 或 LM353) ,电容(瓷片电容) ,电阻(0.25 瓦)等。 要求: (1)根据设计要求,确定电路的设计方案,计算并选取电路的元件参数。 ( 2 )分析、测量电路的相关参数,修改、复核,使之满足设计要求。 ( 3 )综合分析计算电路参数,满足设计要求后,认真完成设计报告。