測控電路(交流電橋課程設(shè)計(jì))

1、湖北工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)課程名稱： 測控電路課程設(shè)計(jì) 課題名稱： 交流電橋的設(shè)計(jì)專業(yè)班級： 13測控1班 姓 名： 學(xué)號：指導(dǎo)教師： 2022年 6月1日6月6日目錄 1.概述3 2.總體方案設(shè)計(jì)3 3.電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算4 a.濾波電路 4 b.電橋差分放大電路 8 c.絕對值電路12 4.硬件設(shè)計(jì) 18 5.軟件設(shè)計(jì) 19 6.總結(jié)20概述在這次的課程設(shè)計(jì)中，老師給我們了多個(gè)題目供我們選擇，大都是我們我們平時(shí)在上課時(shí)學(xué)習(xí)過的，像慣性電路相差計(jì)算，交流電橋輸出電路，設(shè)計(jì)一個(gè)光電計(jì)數(shù)電路，設(shè)計(jì)微積分電路等，我選擇了交流電橋的，在制定操作方案的過程中我們遇到了一些問題，去辦公室請教了老師，等到了一些

2、指點(diǎn)，我們這個(gè)題目要求我們實(shí)現(xiàn)如下個(gè)小目標(biāo)。1、設(shè)計(jì)一個(gè)方波信號輸出電路；2、把方波信號編程三角信號3、設(shè)計(jì)一個(gè)交流電橋電路；4、設(shè)計(jì)電橋差分放大電路；5、設(shè)計(jì)放大信號的絕對值電路；6、設(shè)計(jì)絕對值變直流的電路；總體方案設(shè)計(jì)我們通過編程利用單片機(jī)輸出一個(gè)方波，提供最原始的鼓勵(lì)信號，然后通過濾波電路得到正弦信號作為提供應(yīng)差分放大電路，經(jīng)過差分放大后的信號作為。利用和作為輸入，設(shè)計(jì)兩個(gè)半絕對值電路，得到，一個(gè)反向器得到，一個(gè)加法器，最后得到的值，最后利用一個(gè)電路對其進(jìn)行整流，得到絕對值變直流的電路。電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算在電路設(shè)計(jì)過程中我們我們將整體電路進(jìn)行了劃分，將其分為三大局部濾波局部差分放大局部絕

3、對值局部，下面我從第一局部講起。濾波局部仿真濾波電路圖濾波電路圖如上，電阻都選用的，選用.的，選用，從以上電路圖中可知，我們首先對最原始從單片機(jī)產(chǎn)生的方波信號進(jìn)行了方波整流，注意第一個(gè)三極管為，第二個(gè)為管，利用三極管的單向?qū)ㄐ砸苑乐狗讲ǖ氖д娆F(xiàn)象。然后將這個(gè)信號作為電路的信號源，利用電路進(jìn)行一次濾波，得到三角波信號，然后利用一個(gè)帶通濾波器得到我們所需要的正弦鼓勵(lì)信號。計(jì)算過程如下：利用傳遞函數(shù)得到所以有/再有.由于，得到后續(xù)電路的注意本設(shè)計(jì)中的電壓都是利用電阻分壓實(shí)現(xiàn)的，中間那點(diǎn)的電壓即為.如下列圖2.5v偏置電壓 原始方波信號一次濾波后的三角信號 二次濾波后的正弦信號差分放大電路 電橋電路

4、通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的大小來改變電橋的平衡狀態(tài)。電橋差分放大電路通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，使得電橋不平衡，有一個(gè)差值，我們利用電橋后面那一局部的電路，將電橋上下中間兩點(diǎn)的電壓放大，放大倍數(shù)可以通過調(diào)節(jié)三個(gè)電阻的大小來改變。放大倍數(shù)在本課程設(shè)計(jì)中我選用了兩個(gè)和一個(gè)的電阻，放大了倍。然后在兩個(gè)放大運(yùn)放后面接一個(gè)減法器，將這兩個(gè)放大了倍的信號進(jìn)行相減，得到他們的差分放大信號。 減法器 這兩個(gè)放大了倍的信號進(jìn)行相減，得到他們的差分放大信號。它們的差分也為原差分的21倍。差分信號這是在滑動(dòng)變阻器比擬小時(shí)。差分信號通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，在阻值越接近時(shí)，電橋之間電壓差為越小，這時(shí)波形越接近一條直線。在阻值超

5、過后波形圖的峰值反向，距離的值越遠(yuǎn)，波形圖的峰值越大。跟隨器電路因?yàn)楹竺娴碾娐吩O(shè)計(jì)需要用到vi和vo，但是實(shí)際告訴我們?nèi)绻苯佑玫脑挄?huì)產(chǎn)生失真現(xiàn)象，所以我們對vi和vo后面設(shè)計(jì)一個(gè)電壓跟隨器防止失真現(xiàn)象產(chǎn)生絕對值電路絕對值電路我們利用二極管的單向?qū)ㄐ詠淼牡降慕^對值，當(dāng)大于時(shí)，只導(dǎo)通下面一路電路R16為2k，這時(shí)R16與二極管之間的電壓是vi的2倍，上端電路不導(dǎo)通。當(dāng)vi小于0時(shí)只導(dǎo)通第一路。負(fù)絕對值絕對值電路va1與va2反向器利用反向器得到vo差分放大的輸出，便于后面計(jì)算絕對值電路1+反向器電路絕對值電路+減法器減法器我們可以利用如上電路得到我們所需的 的值，計(jì)算過程如下列圖。 要注意的是

6、我們在計(jì)算時(shí)，vi前的電阻為0.5r,要滿足此公式成立的條件，即vo的幅值要小于vi。 通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，一旦過了50%的平衡點(diǎn)，最后的相位會(huì)隨之發(fā)生變化。 (整直流) 此設(shè)計(jì)的最后一步就是要實(shí)現(xiàn)絕對值變直流。我們利用一個(gè)電阻和一個(gè)電容的串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。直流波形電路整體仿真圖硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)局部我們在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，按照電路圖接線，在板子上進(jìn)行排版接線，實(shí)現(xiàn)我們仿真想要的到的效果。正面局部 反面局部軟件局部 本設(shè)計(jì)的軟件局部就是利用單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)方波信號，經(jīng)過查閱資料以及向同學(xué)咨詢，知道了產(chǎn)生方波就是利用51的時(shí)鐘中斷，每隔500ms進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn)，得到頻率為1000hz的方波信號，代碼如下。

7、總結(jié) 為期一周的課程設(shè)計(jì)過得很快，在這一周里我不但學(xué)到了理論知識，更磨練了我的耐心以及細(xì)心。在拿到老師供我們選擇的題目后，選定了題目，在腦子里大概過了一下整體的思路，發(fā)現(xiàn)有不同的地方去找老師咨詢，在接下來的兩天里完成了軟件制作局部，我們利用multisim軟件進(jìn)行仿真電路的設(shè)計(jì)，將整體電路分為了三個(gè)模塊，濾波局部差分放大局部絕對值局部。一個(gè)模塊一個(gè)模塊的去實(shí)現(xiàn)它，把本來很龐大的問題劃分為小問題，逐個(gè)攻破。通過與同學(xué)的討論和查閱資料，經(jīng)過兩天的時(shí)間我們完成了它，并弄懂了它的原理。后面就開始焊板子了，我們選擇去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件局部，那里有示波器，應(yīng)為這是一個(gè)看波形的設(shè)計(jì)，所以我們要在每完成一局部，就去檢測一下是否焊成功，如果一股腦的焊到最后，后面板飛線一大堆，真出了問題檢測都不知道從何入手。在這個(gè)過程中，一定要細(xì)心以及小心，電路圖原理圖雖說有了，但和實(shí)際還是有差異的，原理圖清晰，排版簡單，但是實(shí)際上我們需要接線，一塊很小的板子上接上很多飛線，就會(huì)雜亂不堪，一旦出問題很難找出來。學(xué)習(xí)是一個(gè)過程，在這個(gè)過程中我們要有