《集成运放放大器的应用》设计报告材料

标准文案集成运算放大器的应用--2011年全国电子大学生电子设计竞赛综合测评题152207100017黄荣一、设计要求：使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1(a),实现下述功能：使用低频信号源产生ui1=0.1*sin(2*π*fo*t)(V),fo=500Hz的正弦信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入资质振荡器产生的正弦波信号，uo1的峰峰值为4V，波形上下对称，T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2经选频滤波器滤除uo1频率分量，选出fo信号为uo2，uo2为峰峰值等于9V的正弦信号，用示波器观察无明显失真。Uo2信号再经比较器后在1kΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压uo3。电源只能选用+12V和+5V两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。要求预留ui1、ui2、uo1、uo2、uo3的测试端子。二、设计原理multisim1、设计原理标准文案2.电路原理与参数计算：1.三角波产生器通常三角波发生器需要运用2只运放，加法器、滤波放大器、比较器各一只，而题目要求4只运放，可以考虑一只运放产生方波信号，然后利用无源积分器电路实现三角波信号。由电容充放电，在电容两脚之间即可得到三角波，由两个电位器调节输出电压和输出三角波频率的大小。2.加法器电路使用低频信号源产生ui1=0.1*sin(2*π*fo*t)(V),fo=500Hz的正弦信号，加至加法器的输入端，加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。uo1为三角波产生器产生的频率为2kHZ，峰峰值为4V的对称波形信号。3．滤波放大电路电路采用二阶压控电压源低通滤波器电路。由上面的原理图可见，它是由两节RC滤波电路和同向比例放大电路组成，其中同向比例放大电路实际上就是所谓的压控电压源。此电路可以很好的滤除合成波中2KHz的三角波分量，留下500Hz的正弦波信号，放大信号4倍，得倒9V输出电压。4.比较器电路电压比较器时对两个模拟电压比较器大小，比判断出其中哪一个电压高，比较器输入有一个同向输入端和一个反向输入端，一般设置其中一个端的输入电压为参考电压，V+V-,输出高电平；V+V-,输出低电平。V+是三角波，V-是正弦波信号，由于两信号交叉变高变低，因此输出方波信号，调得R14得输出电压为2V.三、仿真波形1、三角波产生电路2.加法器电路标准文案3．滤波放大电路4.比较器电路四、实验现象和结果标准文案五、实验心得焊接时，将运放取下来，防止烧坏。连通电路前，检查电源正负极是否接反，防止运放被烧坏。通过这次课程设计，我学到了很多的东西，不仅巩固了所学的知识，而且学到了很多在书本上学不到的东西,更加熟悉了multisim这个平台的使用方法。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实际相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学的知识理解不够深刻，掌握的不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。！单独测试每个模块，每个模块的输入输出端用插针接出来，每个模块作为一个单独的模块，要联调两个模块或多个模块时用跳线接起来，建议不要从板子上走线，因为后一级电路可能对前一级电路有影响，所以对于单个模块测试使测试结果不准确。先焊电源模块，焊好后检测电源模块。每焊好一个模块单独检测，最后再联调。单独测试、调试每个模块(实物图)（一）三角波产生电路（产生u01）1.在反相端接一个隔直电容1nF(104)，使负半轴的三角波的峰值等于上半周的峰值。2.调节R9改变三角波的峰峰值，使其峰峰值达到4.0V，然后调节R11改变三角波的频率，使其达到2.0KHz，尽量接近2.0KHz。标准文案（二）加法器电路（输入ui1,uo1,输出ui2）将第二步产生的三角波u01接到加法器电路的电阻上，将500Hz、500mv低频信号接到R1（1k）电阻上（千万不要接反了），观察输出波形，然后按暂停，观察波形，看是不是如下所示：（三）滤波放大电路。（输入ui2，输出u02）用函数信号发生器产生500Hz、峰峰值为200mV的正弦信号，调节R1，使输出波形的峰峰值达到900mV，则说明放大倍数可以达到4.5倍，然后调节函数信号发生器输出信号的电压，使其峰峰值为2V，观察滤波电路输出信号的峰峰值，看是否达到了9V，若达到了，则说明放大部分完成。标准文案(四)、单独测试比较器（输入uo2，输出uo3）uo2接同向输入端，uo1接反向输入端。uo2：频率500.0Hz、峰峰值9V正弦波，建议先用5V测试，防止电压过大，然后再慢慢将电压升到9V。uo1:频率2.0K、峰峰值4V的三角波。调节R6时输出信号uo3的峰峰值为2.0V，（原理上频率是500Hz）观察输出波形uo3，看是不是如下所示：六、参考文献[1]康华光.模拟电子技术基础.4版.北京：高等教育出版社，1998.附录1.原件清单原件个数原件名称和参数原件标号5电容,100nFC1C2C3C4C5标准文案3电位器,30kR9，R11，R122电阻,10kR5,R102电位器10kR14，R13电阻3kR3，R4，R74电阻1kR2R6R8R13导线杜邦芯短路帽LM324芯片一片14PIN芯片座一个附录2.仿真原理图附录三实验测试板图标准文案