電壓有效值測量電路設計

1、電壓有效值測量電路設計一、實驗目的：要求采用通用運放LM324和建波二極管設計一個峰值半波整流電路，實現(xiàn)對正弦波電壓有效值的測量。二、技術指標：1、輸入信號電壓范圍：0100mV。2、上限頻率：5KHz。3、電壓顯示：萬用表直流檔。4、電源電壓：±12V范圍內(nèi)可任選。三三、設計要求1、熟悉電路的工作原理。2、根據(jù)技術指標通過分析計算確定電路形式和元器件參數(shù)。3、畫出電路原理圖。（元器件標準化，電路圖規(guī)范化）。4、計算機仿真。四、實驗要求：1、根據(jù)技術指標確定測試項目、測試方法和步驟。2、確定實驗所用儀器。3、作出記錄數(shù)據(jù)的表格。4、完成實驗。五、實驗儀器：1、信號發(fā)生器2、示波器3、

2、萬用表4、電壓表5、電壓源6、LM324芯片、面包板、電阻、電容、二極管、導線等六、實驗原理：1、半波整流電路下圖為精密半波整流電路，它屬于反相型運放電路。當輸入電壓為正極性時，運放輸出為負極性時，運放輸出Uo1為負極性，二極管D2導通、D1截止，輸出電壓UO為零。當輸入電壓UI為負極性時，Uo1為正極性，此時D1導通、D2截止，電路處于反相比例運算狀態(tài)，輸出電壓UO=-UIRf/Ri半波整流電路波形圖2、電容濾波電路交流電經(jīng)過整流后得到的是脈動直流，濾波電路可以大大降低這種交流波紋成分，讓整流后的波形變得比較平滑。電容濾波電路濾波后波形圖仿真實驗原理電路圖仿真直流電壓表示數(shù)七、計算元器件參數(shù)

3、：通過整流濾波電路得到電壓的峰峰值等于倍電壓有效值，通過放大器計算公式：UO=-UIRf/Ri可知，Rf/Ri應取/2,在仿真中Rf取為1.414k，Ri取2 k。八、實驗步驟：1、在面包板上按電路圖將電路連接起來，由于缺少合適的元器件，所以Rf在實際中用用一滑動變阻器調(diào)節(jié)出1.414 k電阻代替。2、將電壓表直接與信號發(fā)生器連接，萬用表直流檔接輸出電壓，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器不同頻率和電壓值觀察萬用表示數(shù)是否與電壓表示數(shù)對應，記錄數(shù)據(jù)。3、放大器接電源時11號管腳接負極，4管腳接電壓源正極，3管腳接地，1管腳接輸出，2管腳接輸入。LM324芯片管腳圖九、實際測量數(shù)據(jù)表格：當信號發(fā)生器頻率為500Hz

4、時，交流電壓表示數(shù)(mV)102030405060708090100萬用表直流檔示數(shù)(mV)10.219.930.140.449.659.369.278.988.698.3當信號發(fā)生器頻率為1000Hz時，交流電壓表示數(shù)(mV)102003405060708090100萬用表直流檔示數(shù)(mV)9.819.729.939.348.958.969.378.689.398.7當信號發(fā)生器頻率為5000Hz時，交流電壓表示數(shù)(mV)102030405060708090100萬用表直流檔示數(shù)(mV)8.918.529.238.448.959.067.978.388.197.7十、誤差分析：由于不能得準確的電阻，Rf阻值與仿真值不同導致測量值與實際值不是很一致，元器件自身誤差與外部環(huán)境的影響也造成實驗結(jié)果有誤差。濾波電路不能使波形完全平滑，導致示數(shù)