模拟电路课程设计报告

设计题目：增益自动切换的电压放大电路1.设计指标及要求指标要求：当00.5iVV时，放大电路的增益约为10倍。当0.51.0iVVV时，放大电路的增益约为5倍。当1.02.0iVVV时，放大电路的增益约为2.5倍。2.设计方案2.1工作原理输入电压iV通过两个电压比较器A2D、A3B分别与1.0V、0.5V的电压进行比较，进而输出能够控制CD4052自动切换的高低电平A与B。根据A、B的不同，CD4052能够自动切换，选择不同的放大倍数，实现电压放大的要求。2.2电路原理图图1-1自动增益切换的电压放大电路2.3元器件选择电路中的模拟集成电路选择LM324，CMOS集成电路选择CD4052。电位器RW1选择10KΩ，电阻R1、R5、R6选择10KΩ。v1A=2.5，21V11R+RA=R，2V11=15RK（A-1）R。2A=5V，31V21R+RA=R，3V21=40RK（A-1）R，由于实验室没有40K电阻，故选择两个20K的电阻串联来替代。v3A=10，41V11R+RA=R，4V11=90RK（A-1）R，由于实验室没有90K电阻，故选择一个43K和一个47K的电阻串联来替代。2.4模拟开关4052（1）CD4052内部结构图与工作真值表图1-2CD4052结构图表1-1CD4052工作真值表（2）4052引脚图及接法引脚16（VDD）接直流电源+12V；引脚6、7、8（1NH、VEE、VSS）接地；引脚10（A）接A2D的输出端；引脚9（B）接A3B的输出端；引脚11（3x）接15K；引脚12（0x）接90K；引脚13（x）接输出；图1-3CD4052引脚图表1-2CD4052接法3.电路的工作原理及估算结果（仿真或近似计算）电路工作过程中，通过电压比较器A3B、A2D输出的高低电平来控制模拟开关CD4052的接通状态，从而实现电路的自动切换，实现输入电压取值范围不同，会有不同的放大倍数。当00.5iVV时，10oiVV，如0.24iVV,则2.4oVV；当0.51.0iVV时，5oiVV，如0.74iVV,则3.70oVV；当1.02.0iVV时，2.5oiVV，如1.52iVV,则3.80oVV。4.硬件调试过程及测试指标按照图1-1正确连接电路，其中CD4052按照表1-2连接。接入直流电源+12V、-12V，调节电位器w1R，使LM324引脚13处的电压V2为1V，此时LM324引脚6处的电压V1为0.5V。按照要求，在不同的输入电压范围内分别选取两个不同的值，来测试输出电压能否达到指标所要求的放大倍数。其中测试的结果如表1-3所示。表1-3实验测试结果输入电压iV00.5iVV0.51.0iVV1.02.0iVV0.11V0.24V0.59V0.74V1.52V1.81V输出电压oV1.15V2.25V3.02V3.73V3.79V4.53V放大倍数10.459.385.125.042.492.505.工作总结及心得体会设计增益自动切换的电压放大电路的过程中，由于电路原理图确定好了，在这方面没有遇到什么太大问题。在实验过程中，连接电路时所遇到的主要问题是模拟开关CD4052的接法，通过网上查阅资料及相互交流，了解了CD4052在该电路中的正确接法。连接好电路后，接入输入电压后，发现在00.5iVV及1.02.0iVV时，输出电压都可以满足指标要求，而在0.51.0iVV时，无论输入电压在这个范围内怎么变化，都不能达到指标要求，输出电压始终接近12V，经过仔细考虑与检查电路，发现我们开始找到的CD4052工作真值表存在问题，A为高电平、B为低电平时，接通的应该是X1，而A为低电平、B为高电平时，接通的应该是X2，改正电路后，输出电压指标能够达到要求。在这次实验中，我发现我们不能完全按照所找资料来处理，应该核实资料的正确性，拥有自己的观点，不能盲从。还有就是我觉得在实验前，了解电路的工作原理是非常重要的，否则我们在实验中会非常被动，以至于无从下手。这次课程设计，很好的锻炼了我们的实际动手能力，及通过查阅资料及思考来处理实验中所遇到问题的能力。6.参考文献[1]谢自美.电子线路设计.实验.测试（第四版）.电子工业出版社[2]康华光.电子技术基础.模拟部分（第五版）.高等教育出版社附录元件明细表、所用仪器元件明细表名称符号参数备注电阻R110KΩR215KΩR320KΩ+20KΩ替代40KΩR443KΩ+47KΩ替代90KΩR510KΩR610KΩ电位器Rw110KΩ模拟开关CD4052运放A1、A2、A3LM324LM324含4个运放所用仪器：2台直流电压源、1台数字万用表、1台示波器。设计题目：集成直流稳压电源1.设计指标及要求指标要求：oU=+3V~9V，max800oImA，5oUmV，3310VS。2.设计方案2.1工作原理直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路组成。电源变压器将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。整流滤波电路则将交流电压变成脉动的直流电压，再经滤波电容滤除纹波。2.2电路原理图如图2-1所示图2-1集成直流稳压电源注：1.由于实验室没有310CF的电解电容，故实验过程中采用两个4.7F的电解电容34C、C并联来替代。2.实际电路中没有接入负载RL。2.3元器件选择（1）集成稳压器选用可调式三端稳压器CW317，1其特性参数1.2~37oUV,max1.5oIA，最小输入、输出电压差min()3VOIUU,最大输入、输出电压差max()40VOIUU。集成稳压器的输出电压p1o1RU=1.25+R（1），取1R=240，则p1minR=336，p1maxR=1.49K,所以p1R为4.7K的电位器。其中可调式三端稳压器CW317如下图所示。（2）电源变压器输入电压为IU，则maxminminmax()()OIOIOIOUUUUUUU93340IVVUVV1243IVUV副边电压21minUU/1.112/1.1V,取211UV，副边电流2max0.8oIIA,取21IA，则变压器副边输出功率22211PIUW。其中变压器效率为0.7。则原边输入功率12/15.7PPW。为留有余地，选功率为20W的电源变压器。（3）整流二极管及滤波电容整流二极管D选1N4001，其极限参数为50RMVV，1FIA。满足22RMVV，maxFoII的条件。滤波电容C可由纹波电压oppU和稳压系数VS来确定。已知，9oUV,12IUV,5oppUmA，3310VS,则可知稳压器的输入电压的变化量p=2.2OpIIOVUUUVUS滤波电容max3636COIIItItCFUU电容C的耐压应大于2215.4UV。故取2只2200/25FV的电容并联，即1C，2C。3.电路的工作原理及估算结果由电路原理图（图2-1）可知，220V交流电压经过变压器以及整流电路变成25V左右的直流电压，滤波电容1C，2C滤除纹波后输入稳压器CW317。电位器RP1调节稳压器的输出电压，二极管D防止输出端与地短路时，损坏稳压器。电容3C，4C减小输出的纹波电压。oC改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。经分析可知电路输出端的最大电压应小于25V，纹波电压小于5mV。4.硬件的调试过程及测试指标按照原理图连接电路，调节电位器，阻值在2.5kΩ，将电路输出端与示波器相连，调节示波器使其在直流状态，测得直流电压为13.2V。然后断开电路，将电位器接入阻值减小到338Ω，重新测得直流电压为3V。将示波器调到交流耦合状态，可以发现其纹波电压在3mV～4mV之间。电流由于无法接入适合的电阻，故没有测量。测试的指标如下：oU=+3V~13.2V:3~4oppUmVmV5.工作总结及心得体会这个课程设计实验从开始就遇到各种各样的问题，使我们有点无所适从，这凸显我们实践能力的欠缺。刚开始拿到题目不知道要干些什么，不知道该怎么去设计电路来满足指标要求。而后通过找到相类似的电路，进行参考与修改，得到了我们所要求的电路。开始搭面包板，线路错乱，出错误后让我们感觉不知从何处检查电路，开始时电路无法输出结果，不知道那些参数如何去测量和调节。通过这次课程设计，发现自己关于设计题目的能力有所欠缺，以前所学的理论知识不够扎实，不能灵活的运用。这次课程设计极大地提高了我对于模拟电路的了解，提高了实践能力，对于各种仪器的使用更加熟练。6.参考文献[1]谢自美.电子线路设计.实验.测试（第四版）.电子工业出版社[2]康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）.高等教育出版社附录元件明细表、所用仪器元件明细表名称符号参数备注二极管D11N4001D21N4001D31N4001D41N4001D51N4148电容C12200µF/25V电解电容C22200µF/25V电解电容C34.7µF电解电容C44.7µF电解电容Ci0.1µFCo1µF电解电容电阻R1240Ω可调式三端稳压器CW317电位器RP14.7KΩ保险丝FU1A所用仪器：1台示波器、1个自耦变压器（20W）