届因仑班第二小组设计报告.docx

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届因仑班第二小组设计报告

2014届因仑班第四组小组设计报告

小组设计题目：

交流直流的转换

小组成员名单：

设计目标

在某些场合的时候我们需要将交流电转化为直流电，例如我们学习的单片机所接的电源电压是直流的+5v的电压；在某些场合的时候我们需要将直流电转化为交流电，例如可以充当高频载波信号的振荡器。

1设计思路

1.1交流转化为直流

交流转化为直流常用的方法为整流，通常利用晶体二极管的单向导电性来达到整流的目的,常用的有3种：

（1）半波整流：

大多数情况下就是将正弦信号的上半部分或者下半部分保留得到一个单一方向的电压。

由于半波整流的利用率极低，所以在大多数场合都不会用到。

整流图如下：

（2）全波整流：

与半波整流相比全波整流则利用率则高得多，因为全波整流使交流电的两半周期都得到了利用。

整流图如下：

（3）桥式整流：

桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。

因为这种电路的原理似桥，所以被称为桥式整流电路。

整流图如下：

本次试验主要采用方式3桥式整流电路

1.2直流电转化为交流电

直流电转化为交流电的电路采用的方式主要是震荡器电路，通常利用电感，电容，电阻，放大器等器件进行自激性以此来产生震荡，常用的震荡方式有3种.：

LC式震荡电路

LC式震荡电路的特点是：

频率范围宽、容易起振，但频率稳定度不高，一般适用高频电路中，详细可参阅《《高频电子线路设计》》。

电路简图如下（以电感三点式为例）：

石英晶体式震荡电路

石英晶体振荡器有很高的频率稳定度，只在要求很高的场合使用。

估计适用于军事和医用等领域，电路简图如下：

RC串并联式震荡电路

RC串并联式震荡电路虽然说震荡频率范围小，但电路设计简单、经济，一般适用于家庭电路中，电路简图如下：

在本次试验种由于只需要将直流电转化为交流电，并不需要设计成高频电路，所以我们选用起震容易的RC震荡电路。

2设计过程及分析

设计过程：

首先本小组充分搜罗课本和网络上的知识为自己的设计打好坚实的基础。

其次在演算纸上画出电路的简图。

然后将电路编辑到电路仿真软件当中进行模拟。

接着根据自己所知道的知识推算数据。

跟着就把自己所推算的数据在电路仿真软件当中进行更改，效果不理想就再进行更改直到输出满意的波形。

最后保存原始数据生成报告。

交流转化为直流的过程仿真图形为：

测得整流前的波形为：

测得整流后的波形为：

经过小组分析得出结论：

当R与C的乘积越大，桥式整流后输出的波形越好，所以我们决定选取R=100K的电阻C=10u的电容。

运行的结果是将10v、50hz的交流电转化为20v的直流电。

直流转化为交流过程的仿真图形为：

测得输出的交流电电压波形及频率为：

经过分析知：

RC串并联网络与运算放大器构成了正反馈电路。

通过我们搜罗的网络知识知：

然后又有模电知识我们知道正反馈满足的条件为：

通过电路分析知：

RC震荡电路既用做选频网络又用作正反馈网络。

反馈系数的计算方式为：

最后我们得出结论为：

经过计算后的频率为：

所对应的频率为：

15915.4543hz约等于16khz，这与我们仿真的数据不符。

经过实验我们知运算放大器特性具有一定的饱和性，也就是说放大倍数会略小，在误差允许的范围内还是可以接受的。

3结论与总结

结论：

达到预期的效果。

总结：

只有通过团队的合作努力才能把事情办好。

参考书目

1、DonaldA.Neamen.电子电路分析与设计（第三版）.清华大学出版社，2007

2、林春方.高频电子线路.安徽：

电子工业出版社，2010

3、华成英.模拟电路基础视频（正弦波震荡电路）