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文檔簡介
1、 電子線路仿真課程設計報告DESIGN REPORT ON SIMULATION OFELECTRONIC CIRCUIT題 目 數控直流穩(wěn)壓電源 學科部、系: 信息學科部 專業(yè)班級: 071電子信息工程 學 號: 學生姓名: 指導教師: 起訖日期: 2009-12-24 第一部分 設計任務1.1 設計題目及要求 設計一個有一定輸出電壓調節(jié)范圍和功能的數控直流穩(wěn)壓電源。假定+5V和+15V電源給定。設計要求:(1)輸出直流電壓調節(jié)范圍515V,紋波小于10 mV;(2)輸出電流為500mA;(3)穩(wěn)壓系數小于0.2;(4)由“+”、“-”兩鍵分別控制輸出電壓的步進增減,步進值為1V,輸出電壓值
2、用LED數碼管顯示。第二部分 設計方案 2.1 總體設計方案說明根據設計任務要求,數控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖1所示。主要包括三大部分:數字控制部分,D/A變換器及可調穩(wěn)壓電源。數字控制部分用+,-按鍵控制一可逆二進制計數器,二進制計數器的輸出輸入到D/A變換器,經D/A變換器轉化為相應的電壓。此電壓經過相應的放大后去控制電源的輸出,使穩(wěn)壓器輸出的電壓為1V的步進增加。2.2 模塊結構與方框圖 Ui Uo 電壓加減控制按鍵 可逆計數器穩(wěn)壓調節(jié)電路反饋控制數顯電路D/A轉換電路 第三部分 單元電路設計與參數計算 3.1 可逆計數器模塊3.1.1 模塊電路及參數計算 3.1.2 工作原理和功
3、能說明 因為要求是輸出5-15V的電壓,只十一個電壓值,而計數器74193是一個16進制的可逆計數器。我們只要用從0計數到10的幾個狀態(tài),這可以通過反饋的方法實現(xiàn)。當74193輸出0時,最后輸出為5V。不能再減小了。所以通過一個四輸入的或門輸入到與非門U10使減“-”失效,計數器不能減計數,只能加。當加到6時或門反饋的數為1,通過U10后計數器就可以減計數了。同理,當輸出15V時,74193輸出為10,電壓不能再加了。通過反饋輸出一個0使加計數失效,電壓停在15V。此時電壓只能減,只有按“-”的按鍵減小電壓。3.2 D/A轉換模塊3.2.1 模塊電路及參數計算3.2.2 工作原理和功能說明這一
4、模塊是最主要的一個模塊,左下方從左到右依次接74193輸出端的Q1Q2Q3Q4,輸入端依次接入的是00001010,這個電路的作用就是把這些數字信號轉換成模擬信號。根據公式UO1=-Rf(UH/R16*D0+UH/R15*D1+UH/R19*D2+UH/R20*D3)其中R16=2R15=4R19=8R20,根據二進制轉十進制的計算公式可知,只要調節(jié)Rf到一定的值,就可已得到想要的模擬信號電壓的大小。其實這是一個簡單的求和電路,在模電書上可以找到。加后面一個放大器原因是數字信號經過第一個放大器后會反向,而我們要的是正向點壓。3.3 穩(wěn)壓調節(jié)模塊3.3.1 模塊電路及參數計算3.3.2 工作原理
5、和功能說明首先使用的整流電路結構為橋式電路,濾波選用電容濾波。然后經過穩(wěn)壓模塊=R4/(R4+R3)UN =U0-5R2/(R1+R2)得到=UNR4/(R4+R3)+R2/(R1+R2)5 令R1=R3=0,R2=R4=1000歐 可以得到U0=UN+5。因此R3的左端輸入電壓為010電壓即可。之所以用7805穩(wěn)壓模塊是因為使其輸出電流,穩(wěn)壓系數,輸出電阻,紋波都能夠滿足設計要求。3.4 數顯模塊3.4.2 工作原理和功能說明此部分用了兩個10進制可逆計數器,用來顯示從5-15V的電壓變化,當接電后低位計數器先置數5,然后開關J3接到高電平,進入計數狀態(tài),當計數到10時,進位信號CO為1,用
6、此信號來觸發(fā)高位計數器的加計數端,用借位信號EO觸發(fā)減計數端。3.5 電源模塊電源部分為電路提供20V、15V、-15V、5V的電壓。使用的整流電路結構為橋式電路,濾波選用電容濾波,再經過穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓輸出。第四部分 整體電路 4.1 整體電路圖4.2 元件清單按鈕開關J1、J2 電阻若干 可調電阻與非門U3、U9、U10 或門U12可逆計數器U2 74LS193N、U7 74LS192N、U8 74LS192N運算放大器U1 LM324N數碼管U5 U8穩(wěn)壓器U4 LM7805CT LM7815CT LM7915CT變壓器 整流二極管 電容若干 第五部分 電路仿真結果5.1 電路仿真調試 5.
7、1.1 調試步驟及測量數據 (1)輔助電源的安裝調制 在安裝元件之前,尤其要注意電容元件的極性,注意三端穩(wěn)壓器的各端子的功能及電路連接。檢查正確無誤后加入交流電源,測量各輸出端直流電壓值。 (2)加入5V電源,用萬用表測量計數器輸出端子,分別按動“+”“-” 鍵,觀察計數器的狀態(tài)變化。 (3)D/A變換器電路調試 將計數器的輸出端分別接到變換器,當輸入為0000時,調節(jié)滑動變阻器,使輸出為0。當輸入為1010時,使輸出為10v。 (4)連接好電路,測試輸出電壓的值,直至滿足要求為止。5.1.2 故障分析及處理5.2 整體性能指標測量(附數據、波形等)第六部分 設計總結(心得體會)設計電路時應當
8、一部分一部分的做,只有把這一部分做好了才去做其它的電路,不能一次性全做完再去檢測,這樣的話,如果結果錯了,很難找出錯在哪里,只能又回頭把電路拆分開分析。設計電路時也要考慮器件,有的器件沒有就不能用,就需要用其它相似的器件來替代,電路設計時就會有很大的不同。在實際電路中,由于器件的性能不同,結果常常和想象的不同,理論上可行的方案,在現(xiàn)實中卻不行。一個好的設計不可能一次就完成,要不斷的調試,不斷的改進,才能做好。第七部分 參考文獻1 梁宗善. 電子技術基礎與課程設計.華東理工大學出版社. 1994.2 A.P.Goutzoulis and D.R.Pape, Design and Fabrication of Acousto-optic devices, Marcel Dekker, New
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