模電課程設(shè)計(jì)滯回比較器

1、模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專 業(yè)：班 級：級 班XX學(xué)院日期：年 月教師評語:目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求0二、比較器參數(shù)計(jì)算0三、Multisim單元電路設(shè)計(jì)及電路仿真2仁滯回比較器部分22、窗口電壓比較器部分2(1) 窗口比較器2(2) 窗口比較器的限幅33、直流穩(wěn)壓電源部分34、LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源45、總電路圖46、仿真測試5四、實(shí)體電路制作61、元件清單62、直流穩(wěn)壓電源改裝73、電路元件焊接74、實(shí)體電路測試8五、總結(jié)與體會9一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1、設(shè)計(jì)一個(gè)檢測被測信號的電路；被測信號在2V-5V內(nèi)輸出電平不變； 小于2V輸出低電平，大于5V輸出高電平。2、高電平為+3V,低電平為-3V;

2、3、參考電壓Uref自行設(shè)計(jì)；4、用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路所需的正負(fù)直流電源(±12V)O二、比較器參數(shù)計(jì)算圖(21) 滯回比較器(1)在任意電平比較器中，如果將集成運(yùn)放的 輸出電壓通過反饋支路加到同相輸入端，形成 正反饋，就可以構(gòu)成滯回比較器，如圖(2T) 所示。它的門限電壓隨著輸出電壓的大小和極 性而變。從圖(2-2)中可知，它的門限電壓=-UreAR * 口 _ iijR'Uref，R?+R2&+R而U。二±Uom,根據(jù)上式可知，它有兩個(gè)門Uo-0-UcMUlUh圖(2-2)電壓傳輸特性限電壓(比較電平)，分別為上門限電壓山和下 門限電

3、壓Ul,兩者的差值稱為門限寬度或遲滯 寬度。即：AU=Uh - UL(2)當(dāng)集成運(yùn)放的輸出為+g時(shí)，通過正反饋支路加到同相輸入端的電壓為:OM則同相輸入端的合成電壓為：U* =葉 + -UREF = Uh （上門限電壓）（3）/?, + R2 &+R2當(dāng)Ui由小到大，達(dá)到或大于上門限電壓山的時(shí)刻，輸出電壓U。才從+5躍變到U。"，并保持不變。此時(shí)，通過正反饋支路加到同相輸入端的電壓為：此時(shí)同相輸入端的合成電壓為：U+=-一= UL （下門限電壓） （4）&+/?2Ri+R?當(dāng)5從大變小，在m達(dá)到或稍小于此的時(shí)刻，輸出電壓u。又從 “躍變到+U°m,并保持不變

4、。根據(jù)（3）和（4）式，可求得遲滯寬度為：（5）結(jié)合題目要求，由（5）式得R1：R2=1： 1,再由（3）式得Uy三、Multisim單元電路設(shè)計(jì)及電路仿真1、滯回比較器部分被測信號從反向輸入端輸入，t/rcf=7V,R1=R2=20KQ,如圖3T所示。U0一:68巾圖3-1滯回比較器2、窗口電壓比較器部分(1)窗口比較器窗口比較器是由一個(gè)反向輸入差動(dòng)任意電平比較器和另一個(gè)同相輸入差動(dòng)任意電平比較器適當(dāng)?shù)亟M合而成。如圖3-2所示。圖3 2窗口電壓比較器(2)窗口比較器的限幅實(shí)際的運(yùn)放中，開環(huán)放大倍數(shù)，相當(dāng)于沒有反饋回路的一個(gè)放大電路， 開環(huán)放大倍數(shù)就是輸出與輸入的比值；在Multisim中，必

5、須在輸出信號中接 上限幅電路，以保證輸出電壓符合實(shí)際，如圖3-3所示。-窗口電壓比較器限幅電路圖3 33、直流穩(wěn)壓電源部分直流穩(wěn)壓電源，是一種將220V交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓輸出的直流電源裝置,它是由電源變壓器，整流電路，濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成。萬用® XMM1i r"設(shè)|萬關(guān)XMM2圖3-4直流穩(wěn)壓電源4、LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源LM317的電壓輸出范圍是1.25V-37V,負(fù)載電流最大為1.5A,僅需兩個(gè)外 接電阻來設(shè)置輸出電壓，連續(xù)可調(diào)。此外該器件內(nèi)置過載保護(hù)電路、安全保 護(hù)等多重保護(hù)功能。內(nèi)阻小、電壓穩(wěn)定、噪聲極低、輸出紋波小。在此用作 輸入信號的電壓調(diào)節(jié)器。5、總

6、電路圖將上述幾部分進(jìn)行有機(jī)連接，得到總電路圖，如圖3-6所示。圖3-6總電路圖6、仿真測試調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3,改變輸入信號的電壓，觀察輸出信號的改變。圖3-8輸入信號25V,輸出電壓接近0V圖3-9輸入信號大T5V,輸出FtlEE接近3V由仿真結(jié)果可知，設(shè)計(jì)電路符合題目要求。四、實(shí)體電路制作1、元件清單所有元件均從淘寶網(wǎng)購買，到貨用時(shí)四天。元件名稱數(shù)量UA7413LM7812三極管1LM7812三極管1LM317三極管1變壓線圈1電阻包1電容包1二極管包1變阻器1穩(wěn)壓管包1雙面噴錫板12x8CM12、直流穩(wěn)壓電源改裝因?yàn)闆]有買到合適的變壓線圏，因此打算用12V直流變壓器改裝±12V開

7、關(guān)電源。拆開變壓器外殼，加入一個(gè)反向二極管使其輸出T2V電壓，同時(shí)利用一根USB線接出+12V, -12V和GND。ntec«n«u圖4“直流穩(wěn)壓電源改裝3、電路元件焊接結(jié)合總電路圖進(jìn)行焊接，因?yàn)楹腹げ皇呛芎茫w線布置的也不太合理, 顯得有些粗糙。輸入"。邑 i 2 X a » c 9 885888 tilllw 站Birgssloiiiiiioliiooo 凝囉鑫蠢Illi 鳥iiiriw OODHOOOOOoo iooee8SSSx0§:rooooopoooooo000000 "ooogoo 6336*66666二: Je.6o6

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10、63;?gQ99OOOOOQO0OQOQI企 Illi 汀 ltIf瞬? 涪曙貂爲(wèi)翳拾倍儼50000rooooo 29900iiis曙技蠱229966560(5"ooooooocooocooXOQQO82900圖43電路板反而4、實(shí)體電路測試經(jīng)測試，所做電路基本達(dá)到題目要求，但存在誤差?？赡茉?yàn)椋壕€路存在電阻問題；測量儀器存在誤差；元件參數(shù)不標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計(jì)原理存在缺陷等。圖4-4輸入信號為5.12V時(shí)，輸出為2.85V,接近3V五、總結(jié)與體會經(jīng)過一段時(shí)間的努力，總算把這次課程設(shè)計(jì)做好了。其中經(jīng)歷了種種波 折：仿真時(shí)Multisim時(shí)常崩潰，電壓高的離譜；做實(shí)物時(shí)零件不夠，各種想 辦法替代等等都令我頭疼不已。通過這次設(shè)計(jì)，我熟悉了 Mul