模電課程設(shè)計(jì) 滯回比較器.doc

滯回比較器電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專 業(yè): 班 級(jí): 級(jí) 班 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: XX學(xué)院 日 期: 年 月教師評(píng)語(yǔ)：目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1二、比較器參數(shù)計(jì)算1三、 Multisim單元電路設(shè)計(jì)及電路仿真31、滯回比較器部分32、窗口電壓比較器部分3（1） 窗口比較器3（2） 窗口比較器的限幅43、 直流穩(wěn)壓電源部分44、 LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源55、 總電路圖56、 仿真測(cè)試6四、 實(shí)體電路制作71、 元件清單72、 直流穩(wěn)壓電源改裝83、 電路元件焊接84、 實(shí)體電路測(cè)試9五、 總結(jié)與體會(huì)10一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1、設(shè)計(jì)一個(gè)檢測(cè)被測(cè)信號(hào)的電路；被測(cè)信號(hào)在2V-5V內(nèi)輸出電平不變；小于2V輸出低電平，大于5V輸出高電平。2、高電平為+3V，低電平為-3V；3、參考電壓UREF自行設(shè)計(jì)；4、用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路所需的正負(fù)直流電源（12V）。二、比較器參數(shù)計(jì)算在任意電平比較器中，如果將集成運(yùn)放的輸出電壓通過(guò)反饋支路加到同相輸入端，形成正反饋，就可以構(gòu)成滯回比較器，如圖（2-1) 所示。它的門限電壓隨著輸出電壓的大小和極性而變。從圖（2-2）中可知，它的門限電壓為： （1） 而uo = UOM，根據(jù)上式可知，它有兩個(gè)門限電壓（比較電平），分別為上門限電壓UH和下門限電壓UL，兩者的差值稱為門限寬度或遲滯寬度。即： U=UH UL （2） 當(dāng)集成運(yùn)放的輸出為+UOM時(shí)，通過(guò)正反饋支路加到同相輸入端的電壓為： 則同相輸入端的合成電壓為： = UH（上門限電壓） （3）當(dāng)ui由小到大，達(dá)到或大于上門限電壓UH 的時(shí)刻，輸出電壓uo才從+UOM躍變到-UOM，并保持不變。此時(shí)，通過(guò)正反饋支路加到同相輸入端的電壓為： 此時(shí)同相輸入端的合成電壓為： = UL（下門限電壓） （4） 當(dāng)ui從大變小，在ui達(dá)到或稍小于UL的時(shí)刻，輸出電壓uo又從-UOM躍變到+UOM，并保持不變。根據(jù)（3）和（4）式，可求得遲滯寬度為： （5） 結(jié)合題目要求，由（5）式得R1:R2=1：1，再由（3）式得=7V。3、 Multisim單元電路設(shè)計(jì)及電路仿真1、滯回比較器部分被測(cè)信號(hào)從反向輸入端輸入，=7V,R1=R2=20K，如圖3-1所示。 2、窗口電壓比較器部分（1） 窗口比較器窗口比較器是由一個(gè)反向輸入差動(dòng)任意電平比較器和另一個(gè)同相輸入差動(dòng)任意電平比較器適當(dāng)?shù)亟M合而成。如圖3-2 所示。（2） 窗口比較器的限幅實(shí)際的運(yùn)放中，開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，相當(dāng)于沒(méi)有反饋回路的一個(gè)放大電路，開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)就是輸出與輸入的比值；在Multisim中，必須在輸出信號(hào)中接上限幅電路，以保證輸出電壓符合實(shí)際，如圖3-3所示。 3、 直流穩(wěn)壓電源部分直流穩(wěn)壓電源，是一種將220V交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓輸出的直流電源裝置，它是由電源變壓器，整流電路，濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成。 4、 LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源LM317的電壓輸出范圍是1.25V-37V，負(fù)載電流最大為1.5A，僅需兩個(gè)外接電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓，連續(xù)可調(diào)。此外該器件內(nèi)置過(guò)載保護(hù)電路、安全保護(hù)等多重保護(hù)功能。內(nèi)阻小、電壓穩(wěn)定、噪聲極低、輸出紋波小。在此用作輸入信號(hào)的電壓調(diào)節(jié)器。 5、總電路圖將上述幾部分進(jìn)行有機(jī)連接，得到總電路圖，如圖3-6所示。6、 仿真測(cè)試調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3，改變輸入信號(hào)的電壓，觀察輸出信號(hào)的改變。由仿真結(jié)果可知，設(shè)計(jì)電路符合題目要求。 4、 實(shí)體電路制作1、 元件清單所有元件均從淘寶網(wǎng)購(gòu)買，到貨用時(shí)四天。元件名稱數(shù)量UA7413LM7812三極管1LM7812三極管1LM317三極管1變壓線圈1電阻包1電容包1二極管包1變阻器1穩(wěn)壓管包1雙面噴錫板12x8CM12、 直流穩(wěn)壓電源改裝因?yàn)闆](méi)有買到合適的變壓線圈，因此打算用12V直流變壓器改裝12V開(kāi)關(guān)電源。拆開(kāi)變壓器外殼，加入一個(gè)反向二極管使其輸出-12V電壓，同時(shí)利用一根USB線接出+12V,-12V和GND。3、 電路元件焊接結(jié)合總電路圖進(jìn)行焊接，因?yàn)楹腹げ皇呛芎茫w線布置的也不太合理，顯得有些粗糙。4、 實(shí)體電路測(cè)試經(jīng)測(cè)試，所做電路基本達(dá)到題目要求，但存在誤差?？赡茉?yàn)椋壕€路存在電阻問(wèn)題；測(cè)量?jī)x器存在誤差；元件參數(shù)不標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計(jì)原理存在缺陷等。 5、 總結(jié)與體會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，總算把這次課程設(shè)計(jì)做好了。其中經(jīng)歷了種種波折：仿真時(shí)Multisim時(shí)常崩潰，電壓高的離譜；做實(shí)物時(shí)零件不夠，各種想辦法替代等等都令我頭疼不已。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我熟悉了Multisim的使用方法，練習(xí)了電子元件的焊接，也學(xué)習(xí)不少電路知識(shí)。雖然歷盡艱辛，最終還是達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，此次設(shè)計(jì)就是一次把理論轉(zhuǎn)