2011電子設(shè)計競賽綜合測評題

集成運算放大器的應(yīng)用使用一片四運放芯片LM324組成電路框圖見圖1(a),實現(xiàn)下述功能:使用低頻率信號源Ui1=0.1sin2t(V),f=500hz的正弦波信號，加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入自制振蕩器產(chǎn)生的信號Uo1，Uo1如圖1(b)所示，T1=0.5ms,允許T1有5%的誤差。圖中要求加法器的輸出電壓Ui2=10Ui1+Uo1。Ui2經(jīng)過選頻濾波器濾除Uo1的頻率分量，選出fo信號為Uo2，Uo2的峰峰值等于9V的正弦信號，用示波器觀察無明顯失真，Uo2信號再經(jīng)比較器在1負載上得到峰峰值為2V的輸出電壓Uo3.電源只能使用+12V和+5V兩種單電源，有穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源和其它型號的運算放大器。要求預(yù)留Ui1、Ui2、Uo1、Uo2和Uo3的測試端子。方案原理分析一：三角波產(chǎn)生器(不針對于仿真，只是原理圖)注：1：正負電源使用穩(wěn)壓電源的'+'和''兩極連接，采用兩個電阻中間接地的方法。2：輸出電壓當(dāng)f<<fc時，電路近似為一反向比例運算放大器電路。其增益為R2/R1.當(dāng)f>>fc時，電路其積分作用。元件參數(shù)計算：1：當(dāng)f>>fc時，電路其積分作用。工程估算中取f>10fc,如果要求輸出頻率fo=2000hz，則fvi=2000hz,則fc<200hz,即：2：C1的取值不能夠太大也不能太小，工程中一般取C11uF。取C1=0.1uF時,R1>=8K. 理論計算：則只要微調(diào)輸入電壓就可以得到峰峰值為4V的三角波。二：加法器(略)三：濾波器(有源諧振濾波器)3.1原理圖：（不針對于仿真，只是原理圖）幅頻特性曲線理論參數(shù)計算：取C0=C1=C2=0.01uF.則基準(zhǔn)電阻R0=.品質(zhì)因數(shù)Q=fo/BW.當(dāng)f0=500hz,Q=10,Au=4.5時。各個電阻值分別為：R1=QR0/Au=70.7K。R3=2QR0=636.6K.實際運行的參數(shù)如上圖原理圖上面的參數(shù)相同。輸出有放大作用即放大了4.5倍。三：比較器原理圖批注：要在1K的負載上面產(chǎn)生2VPP的電壓，怎可以在運放的輸出端使用電阻分壓的辦法，注意R1不是負載,Ro才是負載,注意理解其中的奧秘?？偨Y(jié)：1：由于題目中要求只能使用單電源，我們沒有把這個問題解決好。還有一個的濾波器，一開始有二個方案，一種是選用低通濾波器，另一種選用是選頻濾波器，由于我們以前做過好幾次低通濾波器，很熟悉，所以比賽的時候，使用的是低通濾波器方案，比賽回來后，想用不一樣的方法，所以這里使用的選頻濾波器。2：盡量不要使用二極管、穩(wěn)