模拟电路课程设计

模拟电子技术课程设计报告题目传感器测量系统的设计学院现代科技学院专业自动化班级0801姓名段家骏指导老师韩晓明目录1课程设的目的12课程设计的要求13课程设计报告内容14元件清单65心得体会76参考书目71课程设计目的（1）选用各类电子元件完成传感器测量系统的放大电路的设计，掌握各元件的使用方法；（2）理解集成电路的原理，利用MULTISIM软件完成设计电路的模拟和参数的调试。2课程设计题目描述和要求设计一个放大器系统，当电阻值变化2时，放大电路能够产生5V的输出电压。要求偏差为0时输出为0，偏差为2时输出为5V，偏差为2时输出为5V，误差不超过5。3课程设计报告内容1分析题目要求题目要求设计一个放大系统，因为是放大系统所以要有一个放大电路部分；又因为要求电阻偏差为0时输出为0，偏差为2时输出为5V，偏差为2时输出为5V，所以应有一个电桥部分；因为电桥的输入电压应为以稳定直流电压，所以还应有一个直流稳压电源部分。因此电路系统应包括以上三个部分，即（1）基准稳压电源部分；（2）电桥电路部分；（3）放大电路部分。由此查找参考电路如下图所示RY1RY2RY2RY3RY3RY4RY4VOVI1VI2VSRJ1RJ2RJ3RJ4RJFDJ1VZVR1R1R2R3R21VO第1页2工作原理及元件参数计算（1）基准稳压电源部分基准源输出电压取V7V，选取的稳压管型号为BZV55C5V6，其电压VZ为56V，稳定电流为515MA根据基准源电路有VZRJO125671VZ20RJ得到选RJ214K，可得RJ156K。由于RJFJVZOIF657因为要保证电源为零时稳压管也在工作，即IF应大于5MA而小于15MA。因此取IF10MA，则RJFMA65710得到RJF014K。电阻R3和R4的计算由稳压管开始启动的条件7043VZDZSR式中07为开关二极管的开门电压因为稳压管的工作区为515MA，IF10MA，所以从VS、R3、R4组成的电路流稳压管的电流应在05MA之间。因此设VS、R3、R4组成的电路向稳压管提供的电流为5MA，若流过R4的电流也为5MA则由下式第2页MA54706RJI可得RJ4126K因为流过RJ3电阻的电流为10MA，所以1036JVSI取VS10，得到K7R验证V3670731026343ZVDZVS这是一个启动电路，当启动后，就不用关注了。（2）电桥部分电桥中一般有三个电阻相同，而另一个略有不同，由此产生电势差。从而达到提供电压的目的。VRVRVRRVO）21|12|2112式中V是电桥的基准电压。由于VO1与电压V成正比，因此V应该由基准电压源电路提供。其中V7V，电桥的R1R2200K。V03574221|VRVO（3）放大电路部分如果对于VO10035V时，输出电压为5V，则有放大倍数为5/003514286倍。则对于放大器有12348612RYVO一般希望RY4/RY3和RY2/RY1有相同的数量级。令RY310K，RY482K，则RY4/RY382，RY2/RY1821若令RY2160K，则RY11949K第3页3应用MULTISIM调试参数（1）基准稳压电源部分在MULTISIM软件中按设计电路连接电路，将参数按估算值输入，然后进行仿真，并对个参数进行调整，使输出达到需求的值。上图为调试结果，其中调试后各个参数分别为电阻RY1574KOMRY214KOMRY3037KOMRY4126KOMRJF015KOM输入电压VCC10V输出电压V7000V调试时要注意稳压二极管的各项参数，要使二极管始终处在工作区域内，即使通过稳压二极管的电流在515MA的范围内。（2）电桥部分在MULTISIM软件中按设计电路连接电路，将参数按估算值输入，然后进行仿真。在该环节仿真时，出现的问题电压表显示为0027原因电压表的内阻数量级太小解决办法将其内阻单位调大，即将其数量级调大结果电压表显示为0035，与计算的数值相同。R1204KOHMR2200KOHMR3200KOHMR4200KOHM0035VVCC7VR1574KOHMR214KOHMVCC10VR3037KOHMR4015KOHMR5126KOHM123U1OPAMP_3T_VIRTUALD1BZV55C5V6D21N4449U2DC1E009OHM0010AU3DC1E009OHM4988MAU4DC1E009OHM5054MAU5ADC1MOHM7000VU6ADC1MOHM0658VU7DC1E009OHM9150MAU8DC1E009OHM0014AU9DC1MOHM5627V第4页（3）放大电路部分在MULTISIM软件中按设计电路连接电路，将参数按估算值输入，然后进行仿真，并对个参数进行调整，使输出达到需求的值。R1160KOHMR2160KOHMR319275KOHMR410KOHMR510KOHMR682KOHMR782KOHM123U1OPAMP_3T_VIRTUAL123U2OPAMP_3T_VIRTUAL123U3OPAMP_3T_VIRTUALV10035V5000V调试结果如上图RY2160KOMRY310KOMRY482KOM与估算值相同RY119275KOM该电阻本应为一个固定电阻串联一个可变电阻，在这里为方便直接用一个可以调值的固定的电阻代替进行仿真。最后将三个部分连接起来进行最后调试。R1574KOHMR214KOHMR3037KOHMR4015KOHMR5126KOHMR6204KOHMR7200KOHMR8200KOHMR9200KOHMR10160KOHMR11160KOHMR1219275KOHMR1310KOHMR1410KOHMR1582KOHMR1682KOHM123U2OPAMP_3T_VIRTUAL123U3OPAMP_3T_VIRTUAL123U4OPAMP_3T_VIRTUAL123U1OPAMP_3T_VIRTUALD2BZV55C5V6D11N444910VVCC5000V7000V0035V输出结果为5000V符合题目要求。4数据整理调试完成后个参数值为第5页电阻RY1574KOMRY214KOMRY3037KOMRY4126KOMRJF015KOMR1R2200KOMR3204KOMRY2160KOMRY310KOMRY482KOMRY119275KOM电压V7000VVO10035VVO5000V5误差分析在模拟软件中调试的数据与计算的数据之间存在误差。产生误差的原因有以下几点1测量仪器存在内阻；2各种电器元件（如三极管）是按照实际元件仿真的因此存在误差；3在计算时部分公式经过简化后精度降低；4计算时的数据值精度较低，经多次运算后误差放大。6总结在仿真过程中经常遇到测量值与预测值相差很大的情况，原因可能是因为线路中有虚接的地方，检查方法是移动相关元件，看电路连线是否跟着变化，若变了就说明接好了，反之就是虚接了。在仿真实验中还要注意各个元件的相关参数，如本实验中的二极管1N4449的开门电压为07V，稳压二极管的工作电流为515MA，电压为56V。在分析电路，计算参数要用到。还有要注意的就是各种元器件的正负极不要接反，不要把接地的部分忘了。4元件清单第6页5心得体会通过对本科目的学习与设计，使我了解和不同种类电子元件在电路中的不同应用，知道在现实生活中很多地方都用到了放大电路，我们的娱乐、生活中都少不了对这一电路的应用。模拟电子技术课程是一门技术、工艺、应用性都很强的学科。在设计中我我们要考虑很多，怎样能够使所设计的电路