可调直流稳压电源的设计
1. 实验目的
1.1 了解电源电路的定义与组成
电子电路要正常工作,电源的作用是不可忽视的,电源性能的好坏,对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大,尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中,对电源的性能要求更高。在很多应用直流电机的场合中,要求为电机驱动电路提供一个其输出能从0V开始连续可调0V～24V的直流电源,并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计一个具有足够的调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。这样一个电路的设计,其关键在于稳压电路的设计,要求:一输出电压从0V开始连续可调,二所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调;三输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外,电路还必须简单可靠,能够输出足够的电流。
1.2 掌握稳压电路的作用及基本构成
稳压电路是电源电路系统中的关键，它属于一种稳定电压的电路，整个系统在它的作用下才能输出稳定电压。稳压电路分为稳压管稳压电路，串联型稳压电路，开关型稳压电路。稳压管稳压电路由二极管和限流电阻组成，是一种最简单的直流稳压电路。串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流，在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定。开关型稳压电路中的调整管工作在开关状态，使得电路效率大大提高。而本次设计我们采用Lm317三端稳压电路。Lm317是可调节3端电压稳压器，此稳压器非常易于使用，只需要两个外部电阻来设置输出电压，此外还使用内部限流，热关断和安全工作区补偿使之基本能防止烧断保险丝。
2. 设计方案
2.1 任务分析
可调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所组成。变压器把家用照明电交流电压220V变为所需要的低压交流电。桥式整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在3 V- 18V可调。根据
课程设计要求，分析可知，可调直流稳压电源是由桥式整流管，lm317稳压器，一个470uf的滤波电容，一个10uf电解电容，一个1uf电解电容，一个330nf的普通电容，一个500Ω的电阻和一个10KΩ电位器组成。
2.2 方案论证
根据设计指标要求，我们进行了多次论证，讨论了直流稳压电源应采用的电路结构，通过多次试验，我们最终决定了该电源的结构组成。该直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成，其方框图如下图2.1。
整流电路起的作用就是把交流电整流成直流电。滤波电路的作用是变不稳定的直流电为更稳定的直流电。稳压电路的作用是输出稳定的电压。通过方案的论证，我们建立了所要设计电源的基本结构。
2.1 系统总体框架图
3. 方案实施
3.1 电路仿真
1、整流滤波电路
在设计整流电路时，将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。但本次设计我们用的是桥式整流电路。桥式整流滤波电路图如图3.1。
在整流滤波电路中，滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，式中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
图3.1 整流滤波图
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为
Ui=(1.1~1.2)*U2
2、稳压电路
三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点，得到广泛应用。最大输出电流1.5A以下的三端可调稳压器，正电压输出的国产型号为CW117、CW217、CW317,他们的输出电压均为1.2~37V,最大输出电流IoM用后缀加以区别，标L为0.1A，M为0.5A,不标字母为1.5A。
在本次课程设计中，我们用的稳压器是Lm317，LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。Lm317特性为：保证1.5A
输出电流。典型线性调整率0.01%。典型负载调整率0.1%。80dB 纹波抑制比。输出短路保护。过流、过热保护。调整管安全工作区保护。标准三端晶体管封装。LM317电压范围1.25V 至 37V 连续可调。
如图3.2为Lm317引脚图，Lm317主要参数如下。输出电压：1.25~37V DC ；输出电流：5Ma~1.5A ；芯片内部具有过热、过流、短路保护电路；最大输入输出电压差：40V DC ，最小输入输出电压差：3V DC ；使用环境温度：-10~+85℃ 。存储环境温度：-65~+150℃。
图3.2 LM317引脚图
三端可调稳压器的输出端与调整端（ADJ ）间的REF U 是固定不变的，lm317为+1.25V 。调整端的电流十分稳定且很小(ADJ I =50uA ），故
O U =1.25(1+1
2R R )V 图中1R 跨接在输出端与调整端之间，为保证负载开路时O I >min O I ，1R 的最大值为
max 1R =REF U /min O I
本电路中取min O I =500mA ，1R P 用下式求得
1R P >=12
)25.
1(R W 本例中，1R P >=3.125mW 选1/4W 、400Ω电阻。要求最大输出电压为18V ，根据以上式求得2R =5360Ω，取标称值10K Ω。
1C 为输入端滤波电容，可抵消电路的电感效应和滤波输入线窜入的干扰脉冲。取0.33uF 瓷介电容。2C 是为减小2R 两端纹波电压而设置的，一般取10uF 。
C是消振电容，防止输出端负载程电容性时可能出现的阻尼振荡。根据经验一3
般取1 uF，本例中选 1 uF、50V的电解电容。
图3.3中D2、为保护二极管，防止反向电压击穿稳压器，
图3.3 稳压电路
3、整体电路
根据实验要求和以上的分析，按照总体电路图在仿真软件Multisim上一一选择相应的原件并进行连接，然后启动观察。将电路在Multisim上连接好后，为各个电阻和电容选取适当值，检查无误后，然后打开Multisim的开关，滑动电位器滑片调节输出电压。通过仿真，得到了我们所要的结果，因此我们得出电路原理图无误，可以制板。则可得仿真图如图3.4。仿真结果如图3.5（a）和（b）。
图3.4 电路仿真图
（a）
（b）
图3.5 电路仿真结果
(a)最小值仿真结果图（b）最大值仿真结果图
4. 调试
调节自耦变压器使输入电压增加10%此时
调节自耦变压器使输入电压减少15%此时
纹波小于0.3mVpp
通过测试，达到了预期效果。
5 PCB制作
在布线前要在DXP中完成对电路图各个元件的封装。在封装时，要注意封装的选择，因为对于同一个元件可能有多种封装方式。封装时根据所给元件的类型选择合适的封装然后对各个元件进行封装。封装完成后，把原理图导入PCB 板。导入PCB板后，再对元件的位置重新手动摆放，使尽量少的线重叠，以减少布线时的跳线出现。PCB原件分布已经做好，下面我们就要布线了，布线需要遵守布线规则。总之，制作好的PCB应满足以下条件：1、电源线和地线要求采用0.8mm或是0.6mm,如果从两个焊盘中间穿过时用0.4mm或0.3mm。2、信号线采用0.5mm。如果从两个焊盘中间穿过时用0.4mm或0.3mm。3、焊盘的内径用0.9mm或0.85mm。外径根据需要进行修改，一般为X方向1.6mm，Y方向2.0mm，或是X方向2.0 mm，Y方向1.6mm。但由于我们做的是直流电源，按
直流稳压电源电路的设计实验报告 一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。 二、实验线路及原理 1、实验原理 （1）直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下： 图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 其中： 1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。 2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。 4）稳压电路：其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 （2）整流电路 常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图2-3所示。 t
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：
指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日
目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
模电课程设计实验报告课题：函数信号发生器 指导老师：________________ 学院：___________________ 班级：___________________ 姓名：___________________ 学号：___________________
日期：__________________ 一．设计目的与要求 1.1设计目的 1.设计电路产生RC桥式正弦波产生电路，占空比可调的矩形波电路，占空比可调的三角波电路，多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波 2.通过设计，可以将所学的电子技术应用到实际当中，加深对信号产生电路的理解，锻炼自己的动手能力与查阅资料的能力。使自己的对模电的理解更为透彻。 1.2设计内容及要求 1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。 （2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。
（3）占空比可调的三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。 （4）多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围100Hz~3KHz、输出幅值≥5V、负载电阻1KΩ。 软件仿真部分元器件不限，只要元器件库中有即可，但需要注意合理选取。 二．单信号发生电路 2、1 RC桥式正弦波产生电路 参数计算：
器件选择： 2、2占空比可调的矩形波产生电路 参数计算： 器件选择：
2、3占空比可调的三角波产生电路 参数计算： 器件选择：
晶体管单极放大器 一、实验目的 （1）掌握用Multisim11.0仿真软件分析单极放大器主要性能指标的办法。 （2）掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点对放大器输出波形的影响。 （3）测量放大器的放大倍数、输出电阻和输入电阻。 二、实验原理及电路 实验电路如下图所示，采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直流电源Vcc而未加入输入信号（）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，即 （1） （2） （3） （4）
1、静态工作点的选择和测量 放大器的基本任务是不失真地放大小信号。为此应设置合适的静态工作点。为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应选在输出 特性曲线上交流福在线的中点（Q点）。若工作点选得太高则易引起饱 和失真；而选的太低，又易引起截止失真。 静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号时，测量晶体管集电极电流、管压降和。 静态工作点调整现象动作归纳 电压放大倍数是指放大器输出电压与输入电压之比 （5） 3、输入电阻和输出电阻的测量 （1）输入电阻。放大电路的输入电阻可用电流电压法测量求得。 在输入回路中串接一外接电阻R=1kΩ,用示波器分别测出电阻 两端的电压和,则可求得放大电路的输入电阻为 =（6） (2) 输出电阻。放大电路的输出电阻可通过测量放大电路输出端 开路时的输出电压，带上负载后的输出电压，经计算求 得。 =（）×（7） 三、实验内容 （一）仿真部分 1、静态工作点的调整和测量 （1）按图连接电路
（2）输入端加1kHz、幅度为20mV(峰-峰值)的正弦波，调节电位器，使示波器显示的输出波形达到最大不失真。 （3）撤掉信号发生器，用万用表测量三极管三个极分别对地的电压，、、，计算和数据记录与表一。 2、电压放大倍数的测量 （1）输入信号为1kHz、幅度为20mV(峰-峰值)的正弦信号，输出端开 路时(RL=∞)，用示波器分别测出，的大小，由式（5）算出 电压放大倍数。记录于表二。 （2）放大电路输出端接入2kΩ的负载电阻，保持输入电压不变，测出此时的输出电压，并计算此时的电压放大倍数，分析负载 对放大电路电压放大倍数的影响。记录于表二。
直流稳压电源的设计实验报告 一、实验目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法 二、实验任务 利用7812、7912设计一个输出±12V 、1A 的直流稳压电源； 三、实验要求 1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V 交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。 四、实验原理 1.直流电源的基本组成 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。 滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D 1～D 4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：2)(9.0U U AV o ≈ ，由此可以得V U 152=即可 即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极
一、设计项目名称 温度采集显示系统硬件与软件设计 二、设计内容及要求 1，根据设计要求，完成对单路温度进行测量，并用数码管显示当前温度值系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图，编辑、绘制出PCB印制版。 要求： （1）原理图中元件电气图形符号符合国家标准； (2)整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义。 (3)列出完整的元件清单(标号、型号及大小、封装形式、数量) (4) 图纸幅面为A4。 (4)布局、布线规范合理，满足电磁兼容性要求。 (5)在元件面的丝印层上，给出标号、型号或大小。所有注释信息（包括标号、型号及说明性文字）要规范、明确，不产生歧义。 2.编写并调试驱动程序。 功能要求： （1）温度范围0-100℃。 （2）温度分辨率±1℃。 （3）选择合适的温度传感器。 3.撰写设计报告。 提示：可借助“单片机实验电路板”实现或验证软件、硬件系统的可靠性。 温度传感器 摘要：温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器 实现对温度的测试与控制得到更快的开发，随着时代的进步和发展，单 片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域。一种数字式温 度计以数字温度传感器DS18B20作感温元件，它以单总线的连接方式， 使电路大大的简化。传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，这类传 感器可靠性差，测量温度准确率低且电路复杂。因此，本温度计摆脱了 传统的温度测量方法，利用单片机STC89C52对传感器进行控制。这样
易于智能化控制。 关键词：数字测温；温度传感器DS18B20；单片机STC89C52； 一．概述 传感器从功能上可分为雷达传感器、电阻式传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、温度传感器、光敏传感器、湿度传感器、生物传感器、位移传感器、压力传感器、超声波测距离传感器等，本文所研究的是温度传感器。 温度传感器是最早开发，应用最广泛的一类传感器。温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有半导体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。 随着科学技术的发展，测温系统已经被广泛应用于社会生产、生活的各个领域，在工业、环境监测、医疗、家庭多方面均有应用。从而使得现代温度传感器的发展。微型化、集成化、数字化正成为发展的一个重要方向。 二．硬件设计 1.DS18B20 DS1820 单线数字温度计特性 ? 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 ? 简单的多点分布应用 ? 无需外部器件 ? 可通过数据线供电 ? 零待机功耗 ? 测温范围-55~+125℃，以 0.5℃递增 ? 温度以 9 位数字量读出 ? 温度数字量转换时间 200ms （典型值） ? 用户可定义的非易失性温度报警设置 ? 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件 ? 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统 DS1820温度传感器外观图（a ）和引脚图（b ） ①引脚1接地 ②引脚2数字信号输入/输出 ③引脚3接高电平5V 高电平
电气工程系电子信息工程技术专业 题目：直流稳压电源设计 学生姓名：刘现华班号：电信一班学号： 100222101013 指导教师:
一、设计题目 题目：直流稳压电源设计 二、设计任务： 设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。 指标：1、输入电压： 2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压； 3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计： 一电路原理方框图： 图1.1 四、原理说明： (1)选用集成稳压器构成的稳压电路， 选用可调三端稳压器LM317，其特性参数V o=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差（Vi-V o）max=40V。符合本任务的基本要求。
(2)选电源变压器 集成稳压电源的输出电压V o即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax，输入电压根据公式 V omax+(Vi-V o)min≤Vi≤V omin+(Vi-V o)max可求出其范围为12V≤Vi ≤43V。故副边电压取V2=12V，副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W，由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地，选取功率为20W的变压器。 图1.2 (3)选整流二极管及波电容 整流二极管D选IN4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=1A，满足要求。滤波电容C可由纹波电压△V op-p和稳压系数来确定。由式Vi=△V op-pVi /V oSv得△Vi =2.2V，由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi 得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V，故取2只2200μF/25V的电容相并联。 (4)电阻RP1的取值 由式V o=(1+Rp1/R1)1.25，取R1=240Ω，则RP1=336Ω时输出电压为3V，RP1=1.49Ω时输出电压为9V ，故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V，当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大，使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V
模拟电子电路课程设计报告书 题目名称：直流稳压电源 姓名：刘海东潘天德 班级：15电科2 学号：23 26 日期：2017.6.11
目录 绪论 (2) 一设计目的 (3) 二设计要求与指标 (3) 三理论分析 (4) 四器件选择及计算 (9) 五具体制作步骤 (12) 六测试方法 (13) 七问题及总结 (15) 八心得体会 (17) 绪论 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所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的+/- 5v直流电，并实现电压可在8-15V连续可调。电源在生活中是非常常见的一种电器，任何电子电路都离不开电源，就像我们下学期即将学到的单片机一样，需要5V的直流电源，没有电源就不能进行正常的工作，如果用干电池进行供电，则有供电功率低，持续供电能力差，成本高等缺点。而交流电在产生、电能输送等方面具有独特的优点，发电站、各市电网中的电能传输都是以交流电的形式进行输送，如果我们对市电提供的电压进行降压整流等，把交流电转换成直流电，以获得我们所
需要的电压。 一设计目的 1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二设计要求与指标 2.1设计要求 （1）分析电路组成及工作原理； （2）单元电路设计计算； （3）采用分立元件电路； （4）画出完整电路图； （5）调试方法； （6）小结与讨论。 2.2设计指标 （1）输出电压：8~15V可调 （2）输出电流：I O=1A （3）输入电压：交流 220V+/-10%
模 拟 电 路 设 计 实 验 报 告 西北工业大学 赵致远2014302170 裘天成2014302171 2016年1月1日 实验一：电源 1.实验目的： ●学习开关型和线性型直流稳压电源原理。 ●认识电解电容与陶瓷电容的区别。 ●认识电感的作用。 ●学会通过芯片datasheet(数据表)了解其工作特性及参数指标 ●掌握直流稳压电源主要指标的意义与其测试方法。
熟悉开关型与线性型直流稳压电源的优缺点与其区别。 2.实验原理： a.线性稳压原理： 特点： 1.输出电压绝对值必须比输入电压绝对值低 2.输出三极管或者MOS管工作在放大状态，导通压降大，输入输 出电压压差大时效率较低。 3.输出电流能力较小 4.输出电压纹波小 5.无开关动作和EMI b.开关稳压原理： 降压 负压 升压
V SW I L V OUT ΔI L ΔV OUT T ON T 特点： 1.能够实现升压，降压，负压转换 2.采用开关传输能量，效率高。 3.具有大电流输出能力 4.输出纹波较大 5.开关动作产生较大EMI和系统电源噪声 3.实验内容： a.实验1：MC34063开关稳压电路 降压输出5V 负压输出-5V
1. 计算参数。 方法：依据MC34063 数据手册(datasheet)中，降压(step-down)和负压(Voltage-Inverting)部分提供的公式计算。 计算开关频率f和导通时间T ON：首先，依据选定的电容C T的值及其公式计算出T ON大小，之后根据T ON/T OFF比值公式计算出T OFF大小。T ON与T OFF之和为开关周期。计算得出开关频率大小。 通过反馈电阻R1，计算反馈电阻R2值。 已知确定R1，通过datasheet中提供的公式计算设定V OUT所需的电阻R2值。 并且调整好可调电阻大小。 计算最大输出电流I OUT(max) 2. 搭建电路。 3. 测试参数 A: 输出电压V OUT 电压表直接测量输出端的电压，并记录。 B：输出纹波 输入电压V IN=25V，负载电阻100Ω时，通过示波器AC档测试V OUT波形，读取纹波大小。 C: 开关频率f和导通时间T ON 输入电压V IN=25V，负载电阻100Ω时，测量开关节点引脚2的波形频率。 高电平时间为导通时间T ON。 D: 负载调整率 输入电压V IN=25V，在输出负载上串联电流表，接入V OUT端，调节负载电阻100Ω和50Ω变化。记录两个负载下输出电压值，计算负载调整率。 E：线性调整率 输入电压V IN在15V到25V变化，负载电阻100Ω时，记录输出电压变化值，计算线性调整率。 F：效率 输入电压V IN=25V，负载电阻100Ω时效率。 G：短路电流 输出负载0.1ohm，串联电流表，接入V OUT端，记录此时的输出电流值。b.实验2：LM7805线性降压电路
直流稳压电源设计实验报 告 Prepared on 22 November 2020
实训报告 题目名称：直流稳压电源电路 系部：电气与信息工程系 专业班级：机制 14-3 学生姓名：郭欣欣 学号： 指导教师：刘岩 完成日期： 2018年1月17日 摘要 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来 越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳 压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词:半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压 目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2)
4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 集成稳压器件LM317 (3) LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 电路参数计算 (4) 元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 稳压系数的测量 (6) 输出电阻的测量 (6) 纹波电压的测量 (7) 测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)
模电课程设计实验报告 实验内容：一、设计并制作一个能输出+5V 电压的直流稳压电源，输入电压为直流9V。二、利用课程设计（一）制作的电源、电压比较器、电压跟随器设计，驱动三 极管，通过可调电阻，控制LED灯的点亮和熄灭。 实验要求：（1）设计出+5V 直流稳压电源的电路原理图； （2）在万用板上焊接组装给定的元器件并进行调试，输入电压没有极性之分， 输出电压+5V，并点亮电源指示灯（红色）； （3）设计一款电压比较器A，参考电压2.5V； （4）设计一款电压跟随器B，跟随电压比较器A 的电压； （5）驱动三极管，通过可调电阻，实现对LED（绿色）灯的控制； （6）完成课程设计报告的撰写。 实验原理： 一、制作稳定电压源 采用二极管、集成运放、电阻、稳压管、电容、二极管、LED发光二极管等元件器件。 输入电压为9V 的直流电源经桥式整流电路和滤波电路形成稳定的直流电源，稳压部分采用 串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压；同时，为了扩大输出大电流，集 成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。整体功能结构如图 直流9V 1、单相桥式整流电路 直流5V 为了将电压转换为单一方向的电压，通过整流电路实现。查阅资料可知单相整流电路有单相桥式整流电路（全波整流电路）。桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器次级电压的极性分别导通，将变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。单相桥式整流电路，具有输出电压高，变压器利用率高、脉动系数小等优点。所以在电路中采用单相桥式整流电路。 2、滤波电路 整流电路滤波电路稳压电路
模拟电子技术实验第十一次实验 波形发生电路 实验报告 2016.12.22 . .
. . 一、 实验目的 1、 学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波。 2、 学会波形发生电路的调整和主要性能指标的测试方法。 二、 实验原理 由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生电路有多种形式，本实验采用 最常用且比较简单的几种电路来做分析。 1、 RC 桥式正弦波振荡电路 下图所示为RC 桥式正弦波振荡电路。其中RC 串并联电路构成正反馈支路， 同时起到选频网络的作用。R1、R2、Rw 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器Rw ，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保持输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 电路的振荡频率：12o f RC π= 起振的幅值条件：12f R R ≥ （具体推导见书第406页） 其中23(//)f w D R R R R r =++，D r 是二极管正向导通电阻 调整反馈电阻Rf （调Rw ），使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则
. . 说明负反馈太强，应当适当加大Rw ；如波形失真严重，则应当适当减小Rw 。 改变选频网络的参数C 或R ，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C 作频率量程切换，而调节R 作量程的频率细调。 2、 方波发生电路 由集成运放构成的方波发生电路和三角波发生电路，一般均包括比较电路和 RC 积分电路两大部分。下图所示为由迟滞比较器及简单RC 积分电路组成的方波-三角波发生电路。它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。 电路振荡频率：211 22ln(1)o f f f R R C R =+ 式中11''w R R R =+，22'''w R R R =+ 方波输出幅值：om Z V V =± 三角波输出幅值：212 CM Z R V V R R =+ 调节电位器Rw （即改变R2/R1,），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。如要互不影响，则可以通过改变Rf 或Cf 来实现振荡频率的调节。 3、 三角波和方波发生电路 如把迟滞比较电路和积分电路首尾相接形成正反馈闭环系统，如下图所示， 则比较电路A1输出的方波经积分电路A2积分可以得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样既可构成三角波、方波发生电路。
一、数字电子钟 1.设计目得 (1)培养数字电路得设计能力。 (2)掌握数字电子钟得设计、组装与调试方法。 2.设计内容及要求 (1)设计一个数字电子钟电路。要求: ①按24小时制直接显示“时”、“分”、“秒”。 ②当电路发生走时误差时具有校时功能。 ③具有整点报时功能,报时音响为4低1高,即在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz信号,在59分59秒时输出1000 Hz信号,音响持续时间为1秒,最后一响结束时刻正好为整点。 (2)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验仪上进行组装、调试。 (3)画出各单元电路图、整机逻辑框图与逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。 (4)选作部分:①闹钟系统。②日历系统。 3.数字电子钟基本原理及设计方法 数字电子钟得逻辑框图如图1411所示。它由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路与整点报时电路组成。振荡器产生得脉冲信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。有得数字电子钟还加有定时响铃、日历显示等其它功能,需增加相应得辅助电路。 图1411 数字电子钟得基本逻辑框图 (1)振荡分频电路 振荡器就是数字电子钟内部用来产生时间标准“秒”信号得电路。构成振荡器得电路很多,图1412(a)就是RC环形多谐振荡器,其振荡周期T≈2、2RC。作为时钟,最主要得就是走时准确,这就要求振荡器得频率稳定。要得到频率稳定得信号,需要采用石英晶体振荡器。石英晶体振荡器电路如图1412(b)所示,这种电路得振荡频率只取决于石英晶体本身得固有频率。 图1412 振荡器
(a)RC环形多谐振荡器 (b)石英晶体多谐振荡器 由于石英晶体振荡器产生得频率很高,要得到秒信号,需采用分频电路。例如,振荡器输出4 MHz信号,先经过4分频变成1 MHz,再经过6次10分频计数器,便可得到1Hz得方波信号作为秒脉冲。 (2)计数器 把秒脉冲信号送入秒计数器个位得CP输入端,经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位,“分”个位、十位,以及“时”个位、十位得计时。“秒”、“分”计数器为60进制,“时”计数器为24进制。 24进制计数器如图1413所示。当“时”个位计数器输入端CP来到第10个触发脉冲时,该计数器归零,进位端Q D5向“时”十位计数器输出进位信号。当第24个“时”脉冲(来自“分”计数器输出得进位信号)到来时,十位计数器得状态为0010,个位计数器得状态位0100,此时“时”十位计数器得Q B6与“时”个位计数器得Q C5输出为1。两者相与后送到两计数器得清零端R0A与R0B,通过74LS90内部得R0A与R0B与非后清零,完成24进制计数。同理可构成60进制计数器。 CP 来自分计数器 的进位信号 图1413 24进制计数器 (3)译码显示电路 译码驱动器采用8421 BCD码七段译码驱动器74LS48,显示器采用共阴极数七段数码显示器,有关74LS48与七段显示器得使用方法前面已经作了介绍,这里不再赘述。 (4)校时电路 当数字电子钟出现走时误差时,需要对时间进行校准。实现校时电路得方法很多,如图1414所示电路即可作为时计数器或分计数器得校时电路。 图1414 校时电路 现设用该电路作为分计数器得校时电路,图中采用RS触发器作为无抖动开关。通过开关K得接入位置,可以选择就是将“1 Hz信号”还就是将“来自秒计数器得进位信号”送至分计数器得CP端。当开关K置于B端时,RS触发器得输出、,“来自秒计数器得进位信号”被送至分计数器得CP端,分计数器正常工作;需要校正分计数器时,将开关K置于A端,这时RS触发器得输出、,“1 Hz信号”被送至分计数器得CP端,分计数器在“1Hz信号”得作用下快速计数,直至正确得时间,再将开关K置于B端,达到了校准时间得目得。 (5)整点报时电路 电路得设计要求在差10 s为整点时开始每隔1 s鸣叫一次,每次持续时间为1 s,共鸣叫5次,前4次为低音500 Hz,最后一次为高音1 kHz。因为分计数器与秒计数器从59分51秒计数到59分59秒得过程中,只有秒个位计数器计数,分十位、分个位、秒十位计数器得状态不变,分别为Q D4Q C4Q B4Q A4＝0101,Q D3Q C3Q B3Q A3＝1001,Q D2Q C2Q B2Q A2＝0101,所以Q C4＝Q A4＝Q D3＝Q A3＝Q C2＝Q A2＝1不变。设Y1＝Q C4Q A4Q D3Q A3Q C2Q A2,又因为在51、53、55、57秒时Q A1＝1,Q D1＝0,输出500Hz信号f2;59秒时Q A1＝1,Q D1＝1,输出1kHz信号f1,由此可写出整点报时电路得逻辑表达式为:
河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：xxx学号：120701103 专业班级：xxx 课程名称：模拟电子技术基础 学年学期：2 013 —2 014 学年第一学期指导教师：王彦朋蔡明伟 2 0 1 3 年12 月
课程设计成绩评定表
目录 一任务.................................................................................................................. - 1 - 二电路原理图...................................................................................................... - 1 - 三单元电路设计.................................................................................................. - 1 - 1.稳压电源单元电路设计............................................................................... - 1 - 2.正弦波单元电路设计................................................................................... - 2 - 3.方波单元电路设计....................................................................................... - 3 - （1）过零比较器及限幅电路.................................................................. - 3 - （2）反相比例运算放大电路.................................................................. - 4 - 4.三角波单元电路设计................................................................................... - 5 - 四元件明细表...................................................................................................... - 6 - 五安装与调试...................................................................................................... - 7 - 六收获体会.......................................................................................................... - 7 - 七附录.................................................................................................................. - 8 - 八参考文献.......................................................................................................... - 8 -
课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：直流稳压电源 一、实验目的 1.掌握单相半波及桥式整流电路的工作原理。 2.观察几种常用滤波电路的效果。 3.掌握集成稳压器的工作原理和使用方法。 二、主要仪器设备 1.XJ4318型双踪示波器。 2.DF2172B型交流毫伏表。 3.MS8200G型数字万用表。 4.MDZ—2型模拟电子技术实验箱。 5.单级放大、集成稳压实验板。 三、实验内容 1.单相整流、滤波电路 取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，并实测U2的值。负载电阻R L=240Ω，完成表 18-1所给各电路的连接和测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)
2.集成稳压电路 (1)取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，按图18-2连接好电路，改变负载电阻值R L，完成表18-2的测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得) 图18-2 整流、滤波、稳压电路 (2)取负载电阻R L=120Ω不变，改变图18-2电路输入电压U2(调变压器二次侧抽头)，完成表18-3的测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)
表18-3 (R 四、实验总结 1.根据表18-1结果，讨论单相半波整流电路和桥式整流电路输出电压平均值U L和输入交流电压有效值U2之间的数量关系。 由此可见，对于不同电路，在相同的U2下，U L是不同的。下面分开讨论单相半波整流电路(即1~4号)和桥式整流电路(5~8号)：
单相半波整流电路：根据上述数据可见，在不加电容时U L=0.46U2；而加入不同电容后分别为U L=1.04U2、U L=1.20U2，可见比值有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U L=1.14U2，比值与只加一个电容的区别不大。 桥式整流电路：据上表数据，不加电容时U L=0.88U2；而加入不同电容后分别为U L=1.21U2、U L=1.26U2，可见比值也有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U L=1.20U2，可见与只加一个电容的差异不大。 将单相半波和桥式两种整流电路作比较，可发现在不加电容时，两电路的U L/U2比相差较大，而加入电容后，以及加入两电容且之间加有电阻后，该比值都比较接近，但桥式整流电路比单相半波整流电路的值稍大。 2.根据表18-1结果，总结不同滤波电路的滤波效果。 单相半波整流电路：按顺序比较四种电路，可见随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，比较交流分量也可看出，交流分量逐渐趋于0，可见整流滤波的效果越来越好。但比较U L可以看出，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，但加入两电容并之间加有电阻后，U L值反而有所降低，但差别并不大。因此对于一般要求的电路，选择第4种电路是最好的，整流好且输出电压损失较小。 桥式整流电路：按顺序比较四种电路，可见情况与单相半波整流电路类似，随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，交流分量也逐渐趋于0，因而整流滤波的效果越来越好。同样，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，在加入两电容并之间加有电阻时比只加一电容的输出电压略低，但相差不大。因此在实际使用时最后一种电路也是较优的选择。 比较单相半波整流电路和桥式整流电路可见，后者比前者滤波效果略好，但由于其所用元件较前者多，实际应用时成本会略高，因此用于实际情况时应综合考虑所需要求再选择整流方式。 3.根据表18-2和18-3结果，分析集成稳压器的稳压性能。 从表18-2可以看出，即使负载电阻大范围变化，输出电压都会基本保持不变，都基本稳定在12V左右，可见，在此种情况下，只改变负载电阻对输出电压几乎没有影响，因此此电路稳压性能非常好。 从表18-3可以看出，当其他条件不变而只改变输入电压幅值时，在输入电压小于15V时，输入电压对输出电压的影响很大。由图可见虽然在9V和12V的输入电压下输出电压都有一定的波动性，此时整流效果不好，且幅值会随输入电压的大小而变化；当输入电压在15V以上时，输出电压波形图为一条水平直线，且稳定在12V，此时整流效果很好，且幅值不再随输入电压大小而变化。因此实际应用时，必须有足够大的输入电压，才能使该集成稳压器工作正常。 五、心得体会 本次实验通过对各种整流滤波电路的测量研究，使我们较好地观察了几种常用滤波电路的效果，并能更好地结合理论，掌握其工作原理。实验结果的分析可以使我们知道何种条件下会出现怎样的情况，这对实际应用是非常有帮助的。 此次实验内容多而不繁，需要仔细连好各电路并耐心记录相应波形图。为方便操作，在做表18-1的电路时，可以按照如下顺序进行实验：12348765，这样在改变电路时只需改变几根导线即可，省去了很多时间，提高了实验效率。另外，在画波形图时务必要记录幅值轴和时间轴的坐标单位，作出的波形图才算完整，便于后续分析。 下面对实验结果的准确性作一简要分析。根据课本上相关理论知识，可知对于这类电路，理 论上U L≈0.9U2，而根据“实验总结1”里的U L/U2比可见，实验结果是U L=0.88U2；而对于这类 电路，理论上U L≈1.2U2，而实际实验结果为U L=1.21U2和U L=1.26U2。由此可见实验值与理论值十分接近，因此可推断这次实验是比较成功的，总体误差可能较小。这也反过来说明理论估算值是较符合实际的，因而课本上的估算方法是可行的。当然，为了检验上述结论，还需要进行多组平行实验才能做出较准确的判断。
自动化与电气工程学院 电子技术课程设计报告 题目数字电压表的制作 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 二○一三年七月
一、课程设计的目的与意义 1.课程设计的主要目的，是通过电子技术综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法。 2.同时了解双积分式A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能，熟悉集成电路ICL7107构成直流数字电压表的使用方法，并掌握其在电路中的工作原理。 3.通过设计也有助于复习和巩固以往的模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在完成设计后还要将设计的电路进行安、调试以加强学生的动手能力。在此过过程中培养从事设计工作的整体观念。 4.利用双积分式A/D转换器ICL7107设计一数字电压表，量程为-1.99—+1.99，通过七段数码管显示。 二、电路原理图 数字电压表原理图
三、课程设计的元器件 1.课程设计所使用的元器件清单： 2.主要元器件介绍 （1）芯片ICL7107： ICL7107的工作原理 双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。 它的原理性框图如图所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基
准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。 ICL7106A/D转换器原理图 计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。 分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。 译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。 驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。 控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。第二，识别输入电压极性，控制LED 数码管的负号显示。第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1" ，其余码全部熄灭。 钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。