直流稳压电源与RC震荡电路的设计Word文档格式.docx
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五、设计过程
六、仿真测试和调试
七、仿真结果和实测结果比较
八、心得体会
1能够全面的巩固和使用“模拟电子技术”中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握电子设计的全过程；
2合理利用分立元件或标准集成电路芯片实现规定的电路；
3培养独立思考，独立准备资料，独立设计规定功能的模拟电子系统的能力；
4培养独立设计的能力，熟悉仿真工具的使用；
5培养书写综合设计实验报告的能力。
1设计任务
设计一集成直流稳压电源，满足：
●当输入电压在220V交流时，输出直流电压为12V。
●输出纹波电压小于5mv。
设计一个RC桥式正弦波振荡器，并用设计的电源供电，使输出正弦波电压4V，频率10KHz。
2设计要求
●选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。
●掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。
●合理选择集成稳压器；
●完成全电路理论设计、绘制电路图；
●撰写设计报告。
三、设计原理和分析
1直流稳压电源的基本原理
直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。
各部分的作用：
●电源变压器：
的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器副边和原边的功率比为P2/P1=η，式中η是变压器的效率。
●整流电路：
整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。
●滤波电路：
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
三端集成稳压器：
常用的集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。
三端固定输出集成稳压器，它有三个端子，输入端，输出端和公共端，其输出电压是固定的。
它将稳压电路制成了集成稳压器件，具有体积小，外围电路简单，工作性能可靠，通用性强和使用方法简单等优点。
本电路选用的是LM7812CT三端稳压器和LM7912CT三端稳压器，它们的输出电压分别为+12V和-12V电压。
一般输入要比输出电压高3V—5V，以保证集成稳压器工作在线性区域，实现良好的稳压作用。
但输入电压又不能太高，否则集成三端稳压器上压降太大，发热严重。
2RC桥式正弦波振荡器的原理
RC桥式振荡器的设计图
1.RC桥式振荡电路由RC串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率
、
形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，
是稳幅元件。
该电路的振荡频率
=
（1）
起振幅值条件
（2）
2.电路参数确定
（1）确定R、C值
根据设计所要求的振荡频率
，先确定RC之积，即
为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻
和输出电阻
的影响，应使R满足下列关系式：
>
R>
一般
约为几百千欧以上，而
仅为几百欧以下，初步选定R之后，算出电容C的值，然后再算出R取值能否满足振荡频率的要求
（2）确定
电阻
和
应由起振的幅值条件来确定，由式
（2）可知
≥2
通常取
=（2.1~2.5）
，这样既能保证起振，也不致产生严重的波形失真。
四设计步骤
1．电路图设计
（1）确定目标：
设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。
（2）系统分析：
根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
（3）参数选择：
根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。
（4）总电路图：
连接各模块电路。
2．电路安装、调试
（1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。
（2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。
（3）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
1方案设计总思路
（1）电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。
（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给振荡器。
2各环节原理图
⑴变压环节⑵整流环节
⑶滤波环节⑷稳压环节
3选择器件
●选电源变压器
选择适合比例带中间抽头的变压器室变压后电压为16V。
●选桥式整流二极管
均选为1N4007GP的二极管。
●选滤波电容
选择470uF和0.01uF的电容。
●选振荡器器件
选频电阻选480Ω，选频电容选0.033uF，反馈电阻选30kΩ，集成管选LM324AM
●确定电路形式。
4总原理图
六、仿真测试
●变压部分
输入电压220V50Hz有效值测量
●变压器输出端电压
●输入输出电压波形
●整流后的波形
●整流后的电压
●滤波后的波形
●滤波后的电压
●稳压后的波形
●稳压后的电压
●最终输出波形
●最终输出电压
最终输出频率
七、仿真数据和实验数据比较
仿真数据
实测数据
变压器输出端电压
31.988V
33.1V
整流后的电压
29.8V
30.8V
滤波后电压
44.1V
44.2V
稳压后电压
12.382V；
-12.416V
11.24V;
-11.39V
纹波电压
0.09mV
0.1mV
实际输出电压
4.15V
3.5V
实际输出频率
9.269V
9.210V
误差分析：
一、仪器误差：
任何仪器都有一定的精度，但会有一些剩余误差。
二、人为误差：
由于人的感官的鉴别能力的局限性，在读数方面都会产生误差。
三、外界条件影响：
温度、湿度、风力、日照、气压、大气折光等因素，必然会造成误差。
八、课程设计心得体会
经过一周的实习，过程曲折可谓一语难尽。
刚开始做试验的时候，很为自己担心，因为没有经验，理论知识又不扎实，特别害怕自己做不好。
于是，我在图书馆借了许多有关的资料书，查找相关的实验及其原理。
这个时侯，觉得这次课程设计并没有想象中的困难。
但是，理论性的东西只有实践之后才能知道自己到底掌握了多少。
通过上机操作，我发现要想把理论性的东西用于实践其实也是一件相当困难的事情。
首先是软件不会使用，软件上的许多东西都是英文版的，相应的元器件不是特别好找。
安装和使用也挺麻烦的。
其次是仿真出来波形的问题。
电路图画好了，但输出的波形有很大的问题。
几经周折，才发现因为电路图上的参数不对。
由于对作图工具的不熟悉，随便在图里找了看着相同的二极管、三极管、三端稳压器等就用在了图里，并没有注意其参数要求。
发现这个问题后，我及时更正，才解决了问题。
还有，设计报告要怎样写才能完整、全面，也着实下了一番功夫。
这时我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义。
而我也从开始时的满富盛激情到了最后汗水背后的复杂心情，这一过程，真可谓颇有收获。
本次课程设计，真的很令人欣慰。
通过自己的动手，我从中了解了稳压器的工作原理，掌握了multisin10.0的初步使用，学会了设计的思路和方法。
这些东西都会为我今后的学习提供了帮助，打下了一定的基础。
我想在学习中可以更加深入的学习电路仿真软件，运用所学的模拟电子技术知识设计更多适用的电路，给生活带来一定的方便，同时也可以锻炼自己的思维和动手能力，为以后的工作学习打下良好的基础。
希望在以后的学习中可以有更多的机会去锻炼自己，让自己在毕业之前学到其他人没有学到的东西，使自己有一个更高的平台去面对社会的各种挑战。
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