模拟电子技术课程设计报告书
信息工程学院
一、 设计题目:
设计一个放大器系统,当电阻值变化土 2%时,放大电路能够产生土 8V 的输 出电压。
要求偏差为0时输出为0,偏差为2%时输出为8V,偏差为-2%时输出 为-8V ,误差不超过土 5%。
二、 设计电路:
三、 工作原理及原理图:
以上的工作原理图包括电压电路、 电桥电路、放大电路和电平转移电路。
基准电 压电路为后面的电路提供电压 V+,电桥电路使V+转变为微弱的电压信号 Vol ,放大电 路将微弱的电
压信号放大到 Vo=± 6V ,然后电平转移电路把放大的电压平移到我们所需要的 电压V ( 0〜5V )。
四、 电路参数的计算:
1、基准源电路设计
基准源输出电压为 V+=7.5V ,稳压管电压为5.6V ,取稳压管的稳定电流为 1.1mA 。
根据基准源电路有
四(1空)空1.34 Vz RJ1 5.6
得到:
Vol (1 RJ2
RJ1 )Vz
4虬 K«y-A
士
R J2 °34
选 RJ2=39kQ ,可得 RJ1=13kQ 。
由于
I F V0
Vz
7 5.6
R,
J F R JF
若取lf=0.95mA ,则有
,“ 7 5.6
1mA —
F
J F
得到 RJF=20kQ 。
电阻R3和R4的计算:
由稳压管开始启动的条件:
R j4
Vs Vz V D
Vz 0.7
R j3 R
J 4
设Vs 、RJ3、R J 4组成的电路向稳压管提供的电流为 0.2mA , 若流过Rj4的电流为0.21mA :贝U 由下式:
I RJ 4 箜也 0.21mA
可得 Rj4=30kQ
因为流过RJ3电阻的电流为0.41mA ,所以
1
RJ3 3 0.41mA 取 Vs=10.81, R J3 得到: 卫g nkQ 0.41
验证 R4 x/
Vs R3 R4
其电路及仿真如下图: 30
11 3010.81 7.91 Vz % Vz Of 6.3V
R1=R2=R3=100k , R5=98k ,
=0.02。
则 Vo1=0.0375V 。
电路及仿真如下图:
3、放大电路的设计:
Vo1=0.0375V 时,
则对于放大器有
Vo
RY4
2RY2、
233.3 (1 ) Vo1 RY3 RY1
令 RY3=10kQ, RY4=510kQ ,贝U RY4/RY3=51, RY2/RY1=1.59 若令 RY2=16kQ ,贝U RY1=10kQ . 其电路及仿真如下图:
2、电桥电路的设计: 7.488 V
l —
Vol [
R5(1
)
R5(1
) R1
為]V
(
R1 || R3
(
R1 R5(1
)
)V
(^R3)V
R1 R3
----------------- UV1 >R1
!
^100k0 <
1
4
1 EP
7o
+ 一
帚
Sei... |
肯
■ J
kn w
Itey^A 50,
输出电压为8V ,则有放大倍数为6/0.0375=233.3倍。
R5
MOOkn
4、电平转换电路的设计:
将-8V 〜8V 转换成 0〜45V,则-8m+b=0, 8m+b=5 求得 m=5/16,b=2.5, 取
RY9=30K,RY8=10K,RY11=40K,RY4=10KV2=2.7V.
其电路及仿真如下图
1: 1—
KMM3 1
1 9
1
11
LM32JJ
_LV1 n_ —37J%mViRY1
RY2
VA
1GkO
la
4
RY6 510kfl
RY7 -Wr- 510kn
RY4
~N'N~\ 13 10kO RY5
AA/V
10kO
L M324J
滑动变阻器在100%时的仿真:
RYB 1问
V2 2.7
RT9 -VA 30kfi
RY11 RY10
LM324J
XMM4
HZ il
轉'
7.495 V8.193 ■.'
丄I冋口上]A| |V ta| a|
3口
鼻■
& 加…
r -
*3
Id i—
F Set(T
ii
—2.7 V
滑动变阻器在50%时的仿真:
L
K.IV
-vw-
1叽
D5
1H3S0D
—10J1 V評毗
T o 1
FIJJ
I—-V2
1i*t LIU21J
iur
冲
IUWM
Q
X
LMS24J
LNI324J
_
IITI>U
滑动变阻器在0%时的仿真:
ATA
30kL
19
1 .VI
luit j»«ter... X,
■72 962 叭
f-
E加1
u RW ttwu '
n駅H
it)k
一V?
二小
7
五、测量数据及拟合曲线(曲线为电桥输出和电平转换电路的输出)
V+/V VO1/mv VO/V Vout/mv 0% 7.488
37.047 -7.83 0.089 5% 7.488 33.375 -7.044 0.333 10% 7.488 29.696 -6.256 0.579 15% 7.488 26.01 -5.467 0.825 20% 7.488 22.317 -4.676 1.072 25% 7.488 18.616 -3.884 1.32 30% 7.488 14.907 -3.09 1.568 35% 7.488 11.192 -2.295 1.817 40% 7.488 7.469 -1.497 2.066 45% 7.488 3.738 -0.698 2.315 50% 7.488
0.074
0.101 2.565 55% 7.488 -3.745 0.903 2.816 60% 7.488 -7.498 1.707 3.067 65% 7.488 -11.259 2.512 3.319 70% 7.488 -15.027 3.318 3.571 75% 7.488 -18.803 4.127 3.823 80% 7.488 -22.586 4.937 4.076 85% 7.488 -26.377 5.748 4.33 90%
7.488
-30.176
6.561
4.584
J-
U1A
-
2HW4&W
R ?
U2A
—
LMI24J
丄
30k |:
LV1JZ4J
LM124J
=
T
LM32W
KerA
M
R Y5 VA I 叱
J
M>r
+ =
,RJ2
1
观 、 —
1MJS
D0
RJ4 UK
L
画」
Rjr
-Wh *
RY?
1
_—"WV
510k :.
95% 7.488 -33.892 100% 7.488 -37.796
基准电源电路Rj1= 13k
Rj2=39K
Rj3=11k
Rj4=39k
Rjf=20k
电源
Vs=10.81v 二极管
1N3900 稳压
1N4690 运放LM324J
七、用protel画出的原理图及PCB板:
原理图:VO1/mv
VO1/mv VO/V
六、元件及其参数:
VO/V
7.376
8.193
4.839
5.094
R1=100K Ry1=10k Ry8=10K
R2=100K Ry2=Ry3=16k Ry9=30K
R3=100K Ry4=Ry5=10k Ry10=10K
R5=98K Ry6=Ry7=510k Ry1 仁
40K
可调电阻三个运放
V2=2.7V
4k LM324J
运放
LM324J
电桥电路放大电路电平转换电路
X
JL
HT
MI
H>1U K
lt£
r L
k4
'
-
2仃I—1
Nra
i
11
Till 2-I
PCB:
■KftJIri* *'♦J■L Z*■II A.• •■M——* r•L H^J1
1
1 1
八、总结:
1. 通过本次模拟电子技术的课程设计,巩固了模拟电子技术课程中学习的理论知识,掌握了Multisim2001 用于模拟电子技术的仿真方法,了解了计算机辅助设计的方法!
2. 通过在网络中寻找实际元件参数,锻炼了自己阅读技术资料的能力;
3 初步掌握了Multisim2001 用于模拟电子技术的仿真方法,初步了解了计算机辅助设计的方法;
九、参考文献:
[1]. 太原理工大学信息工程学院自动化系. 模拟电子技术课程设计指导书太原理
工大学. 2007.5
[2]. 周凯.EWB虚拟电子实验室一Multisim 7 & Ultiboard 7 电子电路设计
与运用. 电子工业出版社. 2006。