id課程設計--積分、微分、比例運算電路

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1、模擬電路課程設計報告設計課題：積分、微分、比例運算電路專業(yè)班級：電信（本）學生姓名：XXX學　　號：　080802070　　　　　　　　　指導教師：曾祥華設計時間：2009.1.13積分、微分、比例運算電路一、設計任務與要求1．設計一個可以同時實現(xiàn)積分、微分和比例功能的運算電路。；2．用開關控制也可單獨實現(xiàn)積分、微分或比例功能；3．用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設計電路所需的正負直流電源（±12V）。二、方案設計與論證要能實現(xiàn)積分、微分和比例功能，必須要有比例、積分和微分三個單獨的實現(xiàn)電路組成。方案一原理圖：方案二原理圖：選擇方案二的理由：方案一電路過于

2、繁雜，器件用量多，花費大，焊接量多，而方案二電路克服了上述缺點，故選用方案二。三、單元電路設計與參數(shù)計算1、橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊正負直流電源電路用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設計電路所需的正負直流電源（±12V）（1）原理：直流源的制作由四部分組成：電源變壓器，整流電路，濾波電路及穩(wěn)壓電路。變壓器部分通過變壓器降壓使得進入整流的電壓減小；整流道路部分利用二極管的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)交流電壓到直流電壓的轉(zhuǎn)變，即將正弦波電壓轉(zhuǎn)換為單一方向的脈沖電壓；濾波部分采用大電容，利用電容的充放電作用使輸出電壓趨于平滑；穩(wěn)壓通過穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波

3、動和負載電阻變化的影響。其流程圖為：（2）參數(shù)設計：直流電源：1）由于要產(chǎn)生±12V的電壓，所以在選擇變壓器時變壓后副邊電壓u2應大于24V，由現(xiàn)有的器材可選變壓后副邊電壓u2為30V的變壓器。2）整流輸出電壓的平均值：。3）設變壓器副邊線圈的輸出電壓為，在vi的正半周，vL=v2，所以。4）在選擇整流二極管時，主要考慮兩個參數(shù)，即最大整流電流和反向擊穿電壓。每個二極管的平均電流為且????。?????????????????????????5）濾波電路需采用大電容來實現(xiàn)充放電，故選C1=C2=3300UF,C3與C4用于消除自激振蕩，選小電容0.1UF,C5與

4、C6用于消除高頻信號帶來的噪音，令C5=C6=220UF。負載選0.5K的電阻。2、積分、微分和比例運算電路（1）比例運算電路根據(jù)“虛地”，有：uN=uP=0根據(jù)“虛斷”，有：iP=iN=0iR=iF=0(uI-uN)/R=(uN-uO)/RfuO=-RfuI/Ruo=-50uI(R=R′=2k,Rf=100k)2.積分運算電路：根據(jù)“虛地”，有：uN=uP=0ic=iR=uI/RuO=-uCuO=-1/C∫iCdt=-1/RC∫uIdtuO=-1/RC∫t1t2uIdt+uO(t1)uO=-1/RCu1(t2-t1)+uO(t1)(R=2k,Rf=1k,R′=

5、2k,C=0.22uF)微分運算電路：根據(jù)“虛地”和“虛斷”，有：uN=uP=0uC=uIiR=iC=CduI/dtuO=-iRR=-RCduI/dt(R=100k,R1=2k,R′=2k,C=0.22uF,C=0.1uF)四、總原理圖及元器件清單1．總原理圖（1）（2）比例、積分和微分運算電路：2．元件清單（1）直流電源元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注C3300Uf(2個)0.47Uf(2個)220Uf(2個)1Uf(2個)8二極管4007678xx7812179xx79121變壓器30V1R1K4發(fā)光二極管2兩紅（2）比例、積分和微分運算電路元件序號型號主要參數(shù)

6、數(shù)量備注R1100KΩ1R22KΩ2R31KΩ2C10.1uF1C20.22uF2放大集成塊uA7411穩(wěn)壓二極管2五、安裝與調(diào)試1、安裝按照總原理圖將元器件正確安裝在電路板上，焊接時應注意布局要合理，分清7812、7819和三極管的管腳，注意不要虛焊。2、調(diào)試過程⑴橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊正負直流電源電路的調(diào)試過程：電源電路由于元件少，線路簡單，所以應力求保證連線正確。三端穩(wěn)壓器要檢查三個腳不能接錯。7812系列和79121，2腳連線剛好相反，切忌弄錯。濾波電解電容一定要分清正負極性，否則會產(chǎn)生爆炸。一般是正端接高電位，負端接低電位。接通電源后，首先靜態(tài)幾分

7、鐘，如無異常，無怪味，方可進入測試。否則應斷開電源，排除故障。電路無故障，測量相應點波形，一般為變壓器輸出大小，整流濾波輸出或穩(wěn)壓器輸入電壓大小，最后輸出電壓大小。(2)積分微分比例運算電路的調(diào)試過程：電路夾子比較多，首先要合理布局電路易于快速找出比例、積分和微分電路。在做比例運算電路時，首先調(diào)試輸入電壓為60mv，正確連接好電路后觀察輸出電壓看有無放大，然后觀察示波器輸入與輸出波形有無反向。在做積分電路時，正確連接號電路后觀察輸入輸出波形是否對應，在輸入為方波時輸出是否為三角波。在做微分電路時，正確連接好電路后觀察輸入輸出波形是否對應，在輸入為方波時輸出是否為

8、尖頂波。六、性能測試與分