模数电设课程设计Word格式文档下载.docx

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设计一个1A直流稳压电源，要求如下：

a）.电源带短路保护；

b）.电压5V~8V可调；

c）.用分立元件设计。

二、电路设计

直流稳压电源电路由降压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，以下分别说明各部分电路的设计。

a）降压电路的设计

降压电路部分由一变压器构成，将220V交流电降至所需的15V左右.

b）整流滤波电路的设计

直流稳压电源采用二极管桥式电路作为电压信号的整流部分，以达到全波整流的目的。

滤波部分采用两电容并联，以得到较为平整的直流电压信号。

整流电路的任务是将交流电变为脉动的直流电流。

利用二极管的单向导电性，可以将方向和大小交变的电流变换为脉动的直流电流。

二极管桥式整流电路由电源变压器和4个整流二极管组成，4个二极管连接成“桥”式结构。

两个二极管与阴极连接，哪个二极管的阳极电位高，哪个二极管优先导通。

一个二极管导通后，另一个二级管因承受反向电压而截止；

又有两个二极管与阳极连接，哪个二极管的阴极电位低，哪个二极管优先导通，一个二极管导通后，另一个二极管因承受反向电压而截止。

桥式整流克服了全波整流要求二极管耐压高的缺点，同时保留了全波整流输出电压高、脉动系数小的优点，它的缺点是多用了两个二极管。

为了获得平稳的直流电，在整流电路的后面还需要增加滤波电路，滤波电路由电抗元件组成，这里的滤波部分采用两电容并联。

从阻抗的角度看，电容器对交流信号和直流信号的阻抗不同，与负载并联的电容对直流信号相当于开路，而对交流信号阻抗很小，所以脉动直流电流中的绝大部分交流分量从电容上经过，而绝大部分直流分量从负载上经过，使负载两端的电压比较平滑。

从能量的角度来看，由于电容器有储能作用，与负载并联的电容，在电源供给的电压升高时，它就把能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压较为平滑，即电容具有平波作用。

电容不断地充、放电，使得负载得到一个脉动较小的锯齿波电压。

加了电容器后，输出电压的脉动成分降低了，输出电压的平均值提高了。

c）稳压电路的设计

保护环节：

T3起短路保护的作用；

取样环节：

由R3,RW,R4组成的分压电路构成，它将输出电压U0分出的一部分作为取样电压U4送到比较放大环节。

基准电压：

由稳压二极管DZ和电阻R2构成的稳压电路组成，它为电路提供一个稳定的基准电压UDZ,作为调整，比较的标准。

比较放大环节：

由T2和R1构成的直流放大器组成，其作用是将取样电压U4与基准电压UDZ之差放大后去控制调整管T1。

整流环节：

由工作在线性放大区的功率管T1组成，T1的基极电流IB1受比较放大电路输出的控制，它的改变又可使集电极电流IC1和集、射电压UCE1改变，从而达到自动调整稳定输出电压的目的。

d）直流稳压电源总电路图

带有短路保护的直流稳压电源电路图

三、元器件

a）变压器一个

b）整流滤波电路部分：

二极管（4个）、1000μF/25V电解电容、普通电容

c）稳压电路部分

电阻：

3.3KΩ（1个）、1KΩ（4个）、510Ω（2个）、10Ω（1个）

电位器：

70310ΩK（1个）发光二极管（1个）

稳压管：

C2V7ST2.7V（1个）

三极管：

S9014NPN型硅晶体管（2个）

2SD313NPN型功率晶体管（1个）

d）查资料获得部分元器件参数、外观及引脚排列：

如S9014、2SD313、稳压管：

C2V7ST

四、参数计算

a）发光二极管工作电流为10mA，故R=510Ω；

b）稳压管工作电压选2.7V，工作电流为5mA，则R2=510Ω

c）R3、RW、R4构成条压电路，R3=1KΩ，R4=1KΩ，RW=10KΩ

d）R1为T1偏置电阻，R1=1KΩ

e）Ub3≤4V,则R5=3.3KΩ，R6=1KΩ

五、元器件好坏的判断方法

a）.发光二极管好坏的判断：

用万用表测量，大致判断发光二极管的好坏。

用万用表的红黑表笔分别测二极管两向的电阻，若正向电阻几乎为零，反向电阻无穷大，则二极管大约是好的，只要在看它能不能发光即可。

将两块相同的万用表串联起来，其中一块表的“+”表笔接待测管的负极，另一块表的“—”表笔接待测管的正极。

两块表同时打到档位高点的电阻档，正常情况下，接通后二极管就能正常发光。

若亮度很低甚至不发光，可将两表的电阻档位打得低一点，若仍很暗甚至不发光，则说明该管性能不良或已损坏。

要注意的是，不能一开始就将两块表的电阻档位打得很低，以免电流过大，损坏发光二极管。

b）.三极管好坏的判断：

用万用表的电阻档分别测任意两个引脚间的电阻，若管子是好的就只有一对脚电阻低，如果电阻都是小的的话就是烧掉了。

如果在测量中找不到公共的b极，该三极管也为坏管子。

c）.稳压管好坏的判断：

稳压管也具有单向导电性，其判断方法和二极管一样

六、制作调试

a）电路的制作

1.观察电路原理图根据要求合理布局，最大限度减少叉线和飞线，降低干扰，形成合理、美观、简洁的接线布局。

2.焊接电路前先检查各元器件的质量，是否能正常工作，读出色环电阻阻值，注意三极管的引脚排列，判断二极管、发光二极管以及电解电容的极性。

3.焊接时分级安装，分层焊接。

按照直流稳压电源四级电路分级安装。

4.元件焊接完成后，用导线将各元件合理连接起来。

注意接线顺序，尽量不要使线相互交错。

b）电路的调试

1.调试之前，不要通电，先检查电路连线是否正确，各元件引脚是否焊接正确，各焊点是否符合要求，有无漏接的导线、漏焊的元件，有无元件短路，有无假焊、虚焊等现象。

2.接入电路前，将电位器的滑片调至电位器最上端位置，以免电压过大烧坏负载电阻。

接通电源后，先观察电路有无异常现象，如器件冒烟，出现异味等。

若有，则立即断电检查，检查后无误再接通电源，测定各参数是否符合要求。

3.调试时出现的问题及解决方法：

①电源通电后，LED不亮，后发现LED的正级只是焊上没有借入电路。

②接通电源后，过一会儿负载电阻RL会发热且出现冒烟和难闻的气味的现象，经分析是由于电阻上的电流过大引起的，电路本身并没有错误。

c）参数测定

短路电流I；

Ui8V~12V变化时空载电压U0、负载电压UL的变化值。

保持载电阻RL接通状态

1、将输入端接入12V直流电压，调节变阻器RW使输出负载电压UL1为5V。

2、将输入端接入10V直流电压，不动变阻器RW测量输出负载电压UL2。

3、将输入端接入8V直流电压，不动变阻器RW测量输出负载电压UL3。

将负载电阻RL剪短

4、输入接入12V直流电压，测量空载电压U01。

5、输入接入10V直流电压，测量空载电压U02。

6、输入接入8V直流电压，测量空载电压U03。

输入电压Ui

12V

10V

8V

空载电压U0

5.20V

5.05V

4.80V

负载电压UL

5.00V

4.55V

七、分析

a）数据分析

由测定参数可知，稳压电源的空载电压、短路电流以及负载电压。

同时可知Ui8V~12V变化时U0、UL随Ui的变化及关系。

1.Ui8V~12V变化时U0、UL的变化值

Ui=8VU0=4.75VUL=4.55V

Ui=10VU0=5.05VUL=4.80V

Ui=12VU0=5.20VUL=5.0V

当输入电压增加时，空载输出电压U0也会有所增加，负载输出电压UL也会有所增加。

当输入电压相同时，空载输出电压U0大于负载输出电压UL。

U0，UL与Ui的关系接近于线性关系。

2.短路电流I=11mA

b）误差分析

1.所选用的电子元器件标示的参数与其真实参数之间有误差。

2.焊接时链接各个元器件之间的导线有电阻，带入一定的误差。

3.参数测定过程中三极管会发热，影响其静态工作点会产出误差。

4.校准时输入12V输出通过调节RW使输出为5V调RW时有误差。

c）部分元器件引脚排列、参数说明

1.S9014外观及引脚排列主要参数表

S9014实物图

S9014引脚图

Vcbo

60V

Vceo

50V

Vebo

5V

Ic

150mA

主要参数

2.S9014特性曲线

3.2SD313外观及引脚排列主要参数表

2SD313实物图2SD313引脚图

80V

3A

4.2SD313特性曲线

5.

稳压管C2V7ST,其外观、特性曲线、主要参数

稳压管的外观及引脚图稳压管的特性曲线

八、总结或体会

通过直流稳压电源的设计，我学会了很多东西，懂得了很多东西。

在制作直流稳压电源时得用到很多电子元器件比如：

电阻；

电位器；

发光二极管；

稳压管；

三极管S9014；

三极管2SD313等。

通过此次学习我知道了三极管2SD313是大功率三极管、它的3个引脚排列、它的样子极其一些具体的参数；

知道了一般元器件体积越大其功率就越大；

知道了发光二极管的正负极判断等等。

我摸索到了在焊接中怎样拿烙铁和焊锡能更好更快的焊接，掌握了不同粗细的焊件如何去焊接，这是非常宝贵的经验。

元器件焊接好之后元器件之间的连接导线尽量不能相互交错，连接好后的导线尽量做到横平竖直，有些实在无法错开的连线可以考虑在面包板的反面连接，

可以先在演草纸上描绘出各个元器件的相对位置，然后用笔在纸上模拟连接一下，完美之后再实物连接。

有些元器件对温度比较敏感，所以元器件焊接要快，烙铁与之接触的时间不要太长，否则元器件温度过高容易烧坏。

平时我们学到的只是理论知识，但实际上理论与实际差距很大，通过课程实际是我能理论与实际相结合。

让我不仅学会动脑，还学会动手。

课程设计让我发现了我平时学习中的很多不足的地方，现在我们的学习不再是为了考试，我们所学的是技能，是我们用以生存的资本。

虽然平时理论学习感觉上还可以，但一实践起来我发现我还有很多地方不懂，很多与理论知识不是完全相符的，实践得考虑更多的东西。

所以在以后的学习中我不但要学好理论知识，而且还有争取一切可以动手的实践学习机会，让我能“文武双全”。

总之，通过此次课程设计我受益匪浅。

数字电子时钟设

一．设计目的及任务要求

用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分、秒的数字电子钟，要求如下：

1.由晶振电路产生1Hz标准秒信号。

2.秒、分为00～59六十进制计数器。

3.时为00～23二十四进制计数器。

4.周显示从1～日为七进制计数器。

5.可手动校时：

能分别进行秒、分、时、日的校时。

只要将开关置于手动位置，可分别对秒、分、时、日进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。

6.整点报时：

整点报时电路要求在每个整点前呜叫五次低音（500Hz），整点时再呜叫一次高音（1000Hz

二．元器件

1.直流稳压电源

2.集成电路块：

CD4060、74LS7400、74LS192、74LS248及门电路

3.晶振：

32768Hz

4.电容：

100μF/16V、22pF、3～22pF之间

5.电阻：

200Ω、10KΩ、22MΩ

6.电位器：

2.2KΩ或4.7KΩ

7.数显：

共阴显