直流电源与放大设计报告.docx
- 文档编号:11796788
- 上传时间:2023-06-02
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:713.15KB
直流电源与放大设计报告.docx
《直流电源与放大设计报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《直流电源与放大设计报告.docx(11页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
直流电源与放大设计报告
电子设计实验报告
目录
一、基本目标……………………………………………2
二、电源基本设计方案…………………………………3
2.1、设计思路
2.2、设计原理连接框图
2.3、变压器变压电路图
2.4、单项桥式整流桥电路
2.5、滤波电路
2.6、稳压调节电路
2.7、稳压电路
2.8、总电路图
三、放大电路的设计方案…………………………………6
3.1、设计思路
3.2、设计电路连接图
四、所需的原件清单及功能………………………………7
五、仿真测试与分析……………………………………….9
六、性能测试与分析………………………………………12
七、心得体会………………………………………………14
八、参考文献……………………………………………….15
一、基本目标
1)、输出电压:
范围:
-6v~+6v;步进0.1v;
2)、电源稳定持续且可带动一定的负载。
3)、运算放大电路可以放大10倍。
4)、设计好的电源连接在运算放大电路上可以使运算放大电路实现功能。
二、基本的设计方案
2.1、设计思路
考虑到我们设计的是直流稳压电源。
先将有效值为220v的交流电通过一定的变压器变成有效值为12v的交流电。
在通过桥式整流、电容滤波,获得一定范围的直流电,再经过两次的直流稳压器件,最终输出-6~+6v电压。
2.2、设计原理连接框图
2.3、变压器变压电路
220v的交流电端子连接一个降变压器,把电压值降到12v左右的交流电压。
2.4、桥式整流电路将12v的交流电压整流成脉动的直流电压路。
桥式整流巧妙的利用了二极管的单向导电性,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
单项整流桥电路具有输出电压高,变压器利用率高,脉动系数小的优点。
2.5、滤波电路
整流后的输出电压虽然是单方向的,但还有较大的交流成分。
会影响电路的正常工作。
一般在整流后还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
所以需要低通滤波电路使电压变得平滑。
2.6、直流稳压电路
稳压电路就是当电网电压波动、负载和温度变化时,维持输出直流电压稳定。
由于7806的最大输入电压35v最小输入电压8v,并且输入输出的压差不能过大,不然元件发热严重,最好在3v左右。
而滤波之后的电压与最后需要输出电压差明显大于3v。
因此,要在其之间插入另一个稳压器件LM317,LM317的输入电压范围是3~40v,输出电压范围是1.2~37v,可以满足需要.
2.7、总电路图如下:
三、放大电路的设计方案
3.1、设计思路
利用运算放大器设计正向放大10倍的电路。
经分析,放大器的正向端应该接上9k的电阻并作为交流信号的输入端。
放大器的方向输入端接上平衡电阻10k的电阻并接地。
放大器输出端接反馈电阻90k的电阻并且连接到正相输入端。
可理论上得到放大10倍的放大电路。
3.2、放大电路的设计连接图
四、所需元件清单及功能
电路板上的元件如下:
元件名
数目
型号
功能
整流桥
2
D6SB80
将交流电压变成脉动的直流电压
电解电容
10
2200(2个)、220(2个)、33(6个)
滤除纹波电压,可以将部分能量存储起来,当电压降低时释放能量,起到平波作用,有效的保护电路。
还可以防止高低频干扰。
电阻
14
1k
调节稳压器LM317、LM337的输出电压,确保输出电压的精准度和稳定性。
稳压管
4
LM317、LM337、7806、7906
LM317、LM337是将滤波后的电压调节到7806和7906可接受的范围内,起到保护它们的作用。
7806和7906将输入电压稳定输出在+6v和-6v。
散热器
4
MH14
保护稳压管。
名称
数目
型号
功能
电阻
7
30k、10k、3k
限流,减少输入偏置电流对输出的影响
放大器
1
SM458
对输入信号进行放大
五、仿真测试与分析
为了更好的设计和保护电路,我们下载了Proteus软件进行仿真和模拟。
这样既可以避免一些不必要的元件浪费,也可以减少危险事故的发生。
各部分的仿真图和数据如下
上图是对有效值为220v交流电的测量仿真,217v有一定的误差,但在可接受的范围。
该图是经过变压器之后的仿真数据。
应该是12v,11.9接近,可以接受。
该图是经过整流桥电路之后的数据。
值应该是1.2倍的经过变压器之后的有效值。
为14.7,存在误差,在可接受范围。
该图是经过滤波电路之后的数据
该图是经过以LM317为主的变压器件之后的数据,为10.2v满足7806输入与输出差值接近3v的特点要求
该图是又经过7806变压器之后的数据,刚好为+6v符合设计的要求
放大电路经过仿真出现的波形对比:
六、性能测试与分析
以下是对电路板的性能测试指标。
根据我们所设计的电路图,我们计算了一系列的理论参数,根据老师提供的变压器,我们可以得到了12v左右的交流电压。
由于电路是完整的,经过电路中的整流桥就可以得到大约是18v左右。
在经过2200的电容滤波后的电压也是18v左右。
为了能稳定的输入+6v和-6v的电压,保护7806和7906的稳压管,我们采用了可调式的稳压器LM317和LM337,将18v的电压降到了10v左右。
再经过7806和7906后就可以等到我们想要的结果+6v和-6v的电压。
接好电路后的实际仿真值和电路板上的测量值如下:
仿真后的电压值(V)
电路板上测量的电压值(V)
经过变压器后
11.9
-12.2
13.7
-13.8
经过整流桥后
14.6
-14.8
16.7
-16.8
电容滤波后
14.7
-14.8
16.7
-16.9
经过LM317,LM337
10.2
-9.63
14.6
-14.5
经过7806,7906
6
-6
6.09
-6.05
由于老师提供的变压器得到的交变电压大于理论值,所以我们的得到的电路板上电压值高于理论值。
通过这一系列的数据验证了我们的电路是正确的,可以稳定输出+6v和-6v的电压。
我们所设计的电源稳定输出的+6v和-6v电压加在设计好的放大电路的放大器的正负电源端提供所需要的电源,支持工作。
我们设计的是正向放大10倍的电路,给放大电路输入端一个交流信号,经过放大器就可以在示波器上显示出放大10倍后波形以及输入波形和输出波形的峰峰值的比例系数。
在电路板上的测试,误差是存在的,但是在可接受的范围内。
电源的设计虽然由于稳压管、电阻、变压器等元件的原因有误差,但是可以连接负载并很好的工作。
七、心得感悟
通过这次电路设计,我们将直流稳压电源以及运放电路的理论知识与实践操作结合起来,不仅使理论知识更加牢固,也锻炼了我们的动手能力。
在设计过程中不断遇到问题、解决问题,从解决一个个问题中找到学习、探索的乐趣。
不仅让我们对这个专业更加了解,还增加了课外知识。
而且在这次实验中,我们也深深的认识到了团队团结合作的重要性,从组队到分配任务,再到有争议时积极探讨,从一切可用资源中找答案,我们三人紧密合作,充分利用了时间,完成任务。
队员齐心,其利断金。
在这次实验中我们才知道原来知识不只是老师填鸭式的教我们,那样我们学的不牢固,也不多。
最好的方法就是自己主动的去学习需要的知识,这样才能有提高。
在这期间我们不仅会用proteus软件,会用示波器,知道一些稳压器件的使用环境,还会设计制造一个电源,并且这个电源得到了正常使用。
希望以后还可以多做这样的实验,使自己的知识得到提高。
八、参考文献:
电子技术基础模拟部分
电子元器件的检测与选用科学出版社
Proteus软件
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 直流电源 放大 设计 报告