電子電路設(shè)計及仿真

1、信息與電氣工程學院通信工程CDIO 一級項設(shè)計闡明書（/第二學期）題 目:電子電路設(shè)計及仿真班級組數(shù)：學生姓名：學 號：設(shè)計周數(shù)：14周5月31日一、電源設(shè)計直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所構(gòu)成，變壓器 把市電交流電壓變成為直流電；通過濾波后，穩(wěn)壓器在把不穩(wěn)定日勺直流電壓變?yōu)?穩(wěn)定日勺直流電流輸出。本設(shè)計重要采用單路輸出直流穩(wěn)壓，構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路， 通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電變?yōu)榉€(wěn)定勺直流電，并實現(xiàn)固 定輸出電壓5V。1.1設(shè)計規(guī)定1.1.1 輸入：220V，50Hz；1.1.2輸出：直流5V(1組)1.2設(shè)計過程1.2.1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計思路電網(wǎng)供電

2、電壓交流220V (有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，一方面必 須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓減少獲得所需要交流電壓。降壓后勺交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大(即 脈動大)。脈動大勺直流電壓須通過濾波、穩(wěn)壓電路變成平滑，脈動小勺直流電，即 將交流成分濾掉，保存其直流成分。濾波后勺直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響勺 穩(wěn)定直流電壓輸出，供應(yīng)負載RL。1.2.2直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出勺直流電壓勺裝 置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才干完畢，見圖1.1。T圖1.1直流穩(wěn)壓電源方框圖其中電源變壓器是降壓變壓器

3、，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要日勺交流 電壓，并送給整流電路，變壓器日勺變化由變壓器日勺副邊電壓擬定。整流電路，運用二極管單向?qū)щ娦?，?0Hz勺正弦交流電變換成脈動勺直 流電。電路圖如1.2。圖1.2整流電路圖在U2勺正半周內(nèi)，二極管D1、D3導通，D2、D4截止；U2勺負半周內(nèi)，D2、D4導通，D1、D3截止。正負半周內(nèi)部均有電流流過勺負載電阻RL，且方向是- 致勺。電路勺輸出波形如圖1.3所示圖1.3輸出波形圖濾波電路整流電路輸出電壓雖然是單一方向日勺，但是具有較大日勺交流成分，不能適應(yīng) 大多數(shù)電子電路及設(shè)備日勺需要。因此，一搬在整流后，還需運用濾波電路將脈動 勺直流電壓變?yōu)槠?/p>

4、滑勺直流電壓。電容濾波是最常用勺濾波電路，在整流電路勺輸出端并聯(lián)一種電容即構(gòu)成電 容濾波電路，如圖1.4所示。圖1.4濾波電路濾波電容容量較大，因而一般均采用電解電容，本次我們選用4700uF勺電 容。電容濾波電路是運用電容勺充放電原理達到濾波勺作用.在脈動直流波形勺 上升段，電容C充電，由于充電時間常數(shù)很小，因此充電速度不久;在脈動直流波 形下降段，電容C放電，由于放電時間常數(shù)很大，因此放電速度很慢.在C還沒有完 全放電時再次開始進行充電.這樣通過電容C勺反復充放電實現(xiàn)了濾波作用，使 輸出電壓趨于平滑，得到工作波形如圖1.5所示。圖1.5圖1.5電容濾波電路中二極管日勺電流和導通角穩(wěn)壓電路雖

5、然整流網(wǎng)電壓波動時能將正弦交流電壓變換成較為平滑勺直流電壓，但是，一方面，由于輸出電壓平均值取決于變壓器副邊電壓有效值，因此當電網(wǎng)電 壓波動時輸出電壓也將隨之波動；另一方面，由于整流濾波電路內(nèi)阻存在，負載 變化時，內(nèi)阻上電壓將產(chǎn)生電壓，于是輸出電壓也將隨之產(chǎn)生相反變化。為了獲 得穩(wěn)定性好勺直流電壓，必須采用穩(wěn)壓措施。1.3電路仿真繪制電路圖如圖1.6所示。U1LW7BQ5CTLJHE- - VOLTME. ，堿湖，Vrrris Vrrris z 122222COHJCLTXjGE .1INZ. . .VREG U2. LM7905CT圖1.6 5V穩(wěn)壓電源電路仿真1.4電路調(diào)試注意，由于大容量電解電容由一定日勺繞制電感分布電感，易引起自激振蕩， 形成高頻干擾，因此穩(wěn)壓器日勺輸出端常并入瓷介質(zhì)小容量電容用來抵消電感效 應(yīng)，克制高頻干擾。如圖1.7所示，并入一種100nF勺小電容來抵制干擾。U1：:即伽圖1.7 5V圖1.7 5V穩(wěn)壓電源電路1.5電路指標測試電路仿真穩(wěn)定后得到圖1.8所示5V穩(wěn)壓源萬用表-XMM2 W萬用表-XMM2 W圖1.8 5V穩(wěn)壓電源電路測試成果二、RC振蕩器的設(shè)計2.1設(shè)計規(guī)定2.1.1文氏橋振蕩器；2.1.2輸出：直流