模擬電子技術課程設計報告1

1、精品文檔模擬電子技術基礎課程設計報告學院：專業(yè)班級：學號：學生姓名：2011年12月27日一、設計題目：傳感器測量系統(tǒng)的設計設計要求：設計一個放大器系統(tǒng)，當電阻值變化土2%時，放大電路能夠產(chǎn)生土8V的輸出電壓。要求偏差為0時輸出為0,偏差為2%時輸出為8V,偏差為-2%時輸出為-8V,誤差不超過±5%。二、電路結構及原理說明本傳感器測量系統(tǒng)由四部分組成：基準源電路、測量電橋、放大器電路、電平轉移電路電路的框圖如下：精品文檔1 .基準源電路：為恒流源提供一定精度要求的7.5V基準電壓，采用5.6V穩(wěn)壓管與同相比例運算電路結合實現(xiàn)。2 .測量電橋：令R3的阻值發(fā)生變化，測溫橋用于將阻值的

2、變化轉化為電壓的變化（即AV）03 .放大電路：放大電路用于將測量電橋輸出的微小電壓變化（或）放大，使其滿足性能要求。4 .電平轉移電路：為便于觀測，將放大電路產(chǎn)生的電壓轉移至要求的水平參數(shù)計算及元件選擇0.4mADJ1VS5.6VRJ30.2mARJ40.2mA ZS圖一1 .基準電壓源的計算基準源輸出電壓為V+=7.5V,穩(wěn)壓管電壓為5.6V,取穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流為11.2mA根據(jù)基準源電路有Vo1=（1+RJ）Vz化得Vo1=（1+B"）=75=1.34RJ1VzRJ15.6可解得：RJ2=0.34選RJ2=30kQ,可得RJ1=88.1kQRJ1VolVz7.5-5.6If二二

3、RjfRjf若取IF=1mA,則有1mA=7.55.6,得到RJF=1.9kQRjf電阻RJ3和RJ4的計算:由穩(wěn)壓管開始啟動的條件：一JVsVzVdVz0.7RJ3RJ4設Vs、Rj3、Rj4組成的電路向穩(wěn)壓管提供的電流為0.4mA,穩(wěn)壓管電流1.2mA若流過R4的電流也為0.2mA:則由下式：IRJ4=5.640.7:0.2mARJ4可得Rj4=31.5kQ因為流過RJ3電阻的電流為0.4mA,所以I卬3=Vs6.3=0.4mARJ3取Vs=10,得到：Rj3=10_6.3=9.25kQ0.4R4315驗證Vs=10=7.73VzVDVz0.7-6.3VR3R49.2531.5這是一個啟動

4、電路，當啟動后，不起作用了。2 .測溫電橋的計算由圖二可知，Vo1=R2(1"R2V=、.(-R1|R2一)V,.、(曳ILR2)VR2(1)R1R1R2R1R2(1)R1R2式中V+是電橋的基準電壓。由于Vo1與電壓V成正比，因此V應該由基準電壓源電路提供。若取V=7.5V,電橋的R1=R2=100kQ。Vol=、.(R11|R2)R1R2)(V)=*)=(002)(7.5)=0.0375V4這里6=0.02,V+=7.5Vo3.放大電路的計算圖三如果對于Vo1=0.0375V時，輸出電壓為8V,則有放大倍數(shù)為8/0.0375=213.33倍。則對工十斤+9后VoRY4”2RY2、

5、于放大得有=213.33(1)VolRY3RY1一般希望RY4/RY3和RY2/RY1有相同的數(shù)量級。令RY3=15kQ,RY4=187kQ,WJRY4/RY3=12.467,RY2/RY1=8.056若令RY2=200kQ,貝URY1=24.83kQ一般情況下，RY1是一個固定電阻串聯(lián)一個可變電阻。4.電平轉移電路的計算由電路結構可決定方程為VouT=mViN+b聯(lián)立可得：0=m(-8)+b5=m(8)+b可解得：m=5/16,b=5/2p,R2、RF+RG又m=()R1+R2、RGJR2R1R2R1b=VREF()R1R2RF+RG)<RGJ聯(lián)立可解得：R1=300kQ,R2=100

6、kQ,RF=100kQ,RG=400kQ,VREF=2.67V。四、電路仿真1.基準電壓源的單獨仿真:由理論計算可知，輸出電壓Vout=7.501V,誤差為E=(Vout-V)/VX100%=0.001/7.5X100%=0.013%精確度較高。2 .測量電橋的單獨仿真:98kQR2 -：4ciuk'jQ.037心7：仿真結果如圖所示3 .放大電路及電平轉移電路的仿真:放大電路產(chǎn)生8V電壓，對應電平轉移電路產(chǎn)生5V電壓：lOOkOU8.300XQ放大電路產(chǎn)生-8V電壓，對應電平轉移電路產(chǎn)生0V電壓R221的：4.5.整體電路仿真:如圖，仿真時，對R3的阻值進行調整，可使測量電橋產(chǎn)生正、

7、負電壓的區(qū)別，進而通過放大電路進行放大，再通過調節(jié)R5的阻值來調節(jié)產(chǎn)生的電壓的誤差大小。U2U5J.5C1DC 10110 hm20CKH0RY16.7.誤差產(chǎn)生的分析:本次仿真產(chǎn)生誤差的主要原因為：1.理論分析采用實際運放的性能參數(shù)，實際運放的輸入電阻，輸出電組，失調電流，失調電壓等會造成誤差；2.沒有對運放進行調零設計，僅通過電阻值的調整來調整電路性能，仍有誤差存在。表一：仿真情況Vout(V)Vout'(V)理想輸出(V)誤差(%)-0.037-7.9530.0180/0.0378.0265.01150.22五、總結1. 通過本次模擬電子技術課程設計，鞏固了模擬電子技術課程中學習的理論知識，例如同相比例電路、反相比例電路、實際運放、穩(wěn)壓管等知識；2. 大致掌握了Multisim9的使用和仿真方法，初步了解了計算機輔助設計的方法；3. 本次課程設計還有相當多的不足和缺點，例如：選取某些電阻時使用的虛擬電阻，沒有采用實際電阻，缺乏實用性；對誤差的分析比較簡單，希望通過本次課程設計，進一步掌握計算機輔助設計的能力，對本試驗題目做進一步改進。六、參考文獻1 .蘇斌.模擬