课程设计 涡流探伤仪模拟电路部分设计Word文档格式.docx
《课程设计 涡流探伤仪模拟电路部分设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计 涡流探伤仪模拟电路部分设计Word文档格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
其特点具有稳定的、足够大的放大倍数，可以用于弱信号的发大，并且还具有高输入电阻和高共模抑制比。
第二级放大器为反相比例放大器，第一级与第二级发大器为阻容耦合，有防止失真的作用。
如图3所示。
因此
即
=
且
所以输出电压
所以
第二级放大倍数
倍
因此总放大倍数为
图3放大电路
3、精密整流电路设计
如图4所示当输入电压Ui〉0时，D1管导通，D2管截止。
因而输出电压Uo=Ui。
当输入电压Ui＜0时，D1管截止，D2管导通。
根据虚短、虚断可知A1为虚地。
所以Uo=－Ui,因此UO=|Ui|
因而本电路可以实现全波整流。
图4精密整流电路
4、一阶有源滤波电路
低通滤波器是一种用来传输低频段信号，抑制高频段信号的电路。
为了使负载不影响滤波特性，可在无源电路与负载间加一个高输入电阻、低输出电阻的隔离电路。
这样就构成一个有源滤波电路。
如图5所示。
其特点是可以再集成运放功耗允许的情况下，负载变化时放大倍数的表达式不变，频率特性不变。
其电压放大倍数
Au=1/（1+jf/f
）
特征频率：
f
=1/2
=7.96HZ
图5一阶有源滤波电路
5、单限比较器及报警电路
由图可知当输入电压大于阈值电压
=3V时红色二极管发光进行报警，若输入电压
小于3V时，就会发出绿光，表示被测器件可以使用。
由一个UA748CP运算放大器及两个电阻，两个发光二极管构成的比较及报警电路。
如图6所示
图6单限比较器及报警电路
3．电路性能指标的测试
1、放大电路的测试
放大电路如图3分别输入
为600Hz，有效值为4.5m
的信号，
为600Hz，有效值3.88m
的信号，第一级仪表放大电路放大100倍，第二级反相比例放大60
倍。
其波形仿真如图7所示。
图7放大电路仿真波形图
此时测得值如右图8
理论值为
=3.72V
图8放大信号后的值
通过计算可知放大效果达到了要求。
2、精密整流电路的测试
精密整流电路如图4所示，
精密整流仿真结果如图9所示，整流达到要求
图9输入及整流后的仿真波形图
3、一阶有源滤波电路的测试
这次课程设计中采用的是一阶有源滤波电路，如上图5所示。
当信号通过此低通滤波电路后，将交流分量滤掉而输出直流电压
其仿真结果如下图10
图10有源滤波后的仿真波形图
4、单限比较器电路的测试
当输人的电压大于阈值电压3V时，二极管发出红光警报，其仿真结果如图11所示。
当输入电压小于阈值电压3V时，发出绿光，表示安全。
图11单限比较器仿真波形图
4．结论、性价比
通过测试，所设计的电路满足了设计任务及指标要求的我们将输出的差动信号放大到我们所设定的值，通过整流、滤波等手段得到相应的电压，并通过单限比较器判断是否进行报警。
但是毕竟是第一次设计电路，最后的电路可能没有达到最优的性价比。
设计思路简单易懂，电路图可读性好，测量精确度高。
所用的器件比较普通、常见，在市场上都可以很很容易的买到，电路中只用到了常用的电阻和电容，运算放大器、普通的发光二极管，因此成本较低。
而这个电路能达到任务书上的要求，满足其功能的需要，所以性价比比较高，很有实用价值。
参考文献
[1]童诗白，华成英主编者.模拟电子技术基础.[M]北京：
高等教育出版社，2006年
年9月第4版；
[2]李秀人主编.电子技术实训指导.[M]北京：
国防工业出版社，2006年9月
[3]吴正光、郑颜主编.电子技术实验仿真与实践.[M]北京：
科学出版社，2008年8月
[4][美]赛尔吉欧.佛朗哥著.刘树棠朱茂林荣玫译.电路设计.[M]西安：
西安交通大学出版社，2004年8月
[5]李万臣主编.模拟电子技术基础设计仿真编程与实践.[M]哈尔滨：
哈尔滨工程大学出版社，2005年5月
附录I总电路图
附录II元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
1
U1-U7
运算放大器
7
2
U8
UA748CP
3
V2
理想电源
9mv,600HZ
4
R19
电位器
5
R1-R4、R6、R8
电阻
6
R11、R12、R15
R17、R22、R24
8
R5、R7、R13
9
R14、R18、R21
10
R9、R10
20
11
C1、C2
固定电容
12
R16、R23
60
13
D1、D2
二极管
14
R20
15
LED1
发光二极管
红色
16
LED2
绿色
17
Vcc
12V电源
18
VEE
-12V电源
升级会员 