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1、脉冲调宽伺服放大器设计最全word资料脉冲调宽伺服放大器课程设计报告模拟电子技术课程设计成果院（系）:_电子信息工程学院_ 班 级:学生姓名: 学 号:设计地点（单位）_ _ _设计题目:_ 脉冲调宽伺服放大器设计_完成日期： 年 月 日指导教师评语: _ _ _ _成绩(五级记分制):_ _教师签名:_脉冲调宽伺服放大器课程设计报告一、设计任务和指标要求1二、设计框图及整机概述12.1、设计原理框图12.2、设计方案12.3、设计框图概述2三、各单元电路的设计方案及原理说明23.1、总设计电路图23.2、锯齿波发生器33.3、桥式整流器53.4、电压比较器63.5、功率放大器8四、仿真调试过

2、程及结果分析94.1、实验现象描述或实验数据记录94.2、实验调试排故等描述12五、设计、安装及调试中的体会13六、对本次课程设计的意见及建议14七、参考资料14八、附录15附件1 整机逻辑电路图15 附件2 元器件清单16脉冲调宽伺服放大器课程设计报告一、设计任务书1、设计时间：2021.7.52021.7.92、地点：逸夫科技大楼电子电工实验室I404 3、课程设计题目：脉冲调宽伺服放大器设计 4、设计内容及要求： 1）设计要求设计一脉冲调宽伺服放大器，驱动直流伺服电机工作。并实现电机的调速控制。2）脉冲调宽伺服放大器的主要技术指标：伺服电机额定电压为6V，额定电流为300mA； 可实现电

3、机无级可逆调速，调速范围为0额定值; 伺服放大器输出脉冲频率为1KHz。二、设计框图及整机概述2.1设计原理框图图12.2设计方案 （1）设计思路根据直流伺服电机的特点，在其他参量一定时，电机的转速与加在其电枢两端的电压成正比。电枢两端的电压越高，转速越大，改变电机电枢两端的电压值可以实现转速的调整控制。而且由于调速时，伺服电机的机械硬度不变，所以能够实现电机的平滑调速，这就是利用电枢电压调速的优点。脉冲调宽伺服放大器课程设计报告脉宽调速。采用矩形脉冲信号作用于直流伺服电机的电枢上，当脉冲信号平率一定时，改变脉冲宽度则可改变电枢两端的直流电压（电压的平均值），从而改变电机的转速，实现脉宽调速。

4、可逆调速。对于直流电机，除要求对转速能连续可调外，有时还需要使其转向可变，即实现正转和反转的控制调节。改变加在电机电枢上电压的极性，可实现改变电机的转向，这种工作情况称为双极性工作。采用正负双电源供电，可使电机双极性工作。其工作原理和波形如图2。图22.3设计框图概述设计首先通过锯齿波发生器产生锯齿波，信号波传送到桥式整流器上进行整流，得到直流信号。电压比较器是为了实现调速而设计的，通过它我们根据设计要求和技术指标设计调速电路。然后将信号传入功率放大器，功率放大器的作用是实现放大电流的作用，然后得到我们要求的得到的电流电压。得到正确电压后，驱动直流伺服电机工作，并实现电机的调速控制。三、各单元

5、电路的设计方案及原理说明3.1总设计电路图脉冲调宽伺服放大器课程设计报告图3 脉冲调宽型伺服放大器设计电路图3.2锯齿波发生器：（1）如图4所示为一个锯齿波发生电路。图中集成运放A1组成滞回比较器；二极管VD1、VD2和电位器Rw，使积分电路的充放电回路分开，故A2组成充放电时间常数不等的积分电路。调节电位器Rw滑动端的位置，使Rw1远小于Rw2，则电容放电的时间常数将比充电的时间常数小得多，于是放电过程很快，而充电过程很慢，即可得锯齿波。滞回比较器输出的矩形波加在积分电路的反相输入端，而积分电路输出的锯齿波又接到滞回比较器的同相输入端，控制滞回比较器输出端的状态发生跳变，从而在A2的输出端得

6、到周期性的锯齿波。图4 锯齿波发生器整体电路脉冲调宽伺服放大器课程设计报告（2）工作原理假设初始时刻滞回比较器输出端为高电平，而且假设积分电容上的初始电压为零。由于A1同相输入端的电压U+同时与Uo1和Uo有关，根据叠加原理，可得：U R1R1 R2Uo1 R2R1 R2Uo则此时U+也为高电平。但当Uo1 Uz时，积分电路的输出电压Uo将随着时间往负方向线性增长，U+随之减小，当减小至U U 0时，滞回比较器的输出端将发生跳变，使Uo1 Uz，同时U+将跳变为一个负值。以后，积分电路的输出电压将随着时间往正方向线性增长，U+也随之增大，当增大至U U 0时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，使

7、Uo1 Uz,同时U+也跳变为一个正值。Uo1然后重复以上过程，于是可得滞回比较器的输出电压为矩形波，而由于积分电路的充放电时间不等，故积分电路输出电压Uo为锯齿波。如图5所示：图5 锯齿波发生电路的波形图由上图可知，当Uo1发生跳变时，锯齿波输出Uo达到最大值Uom，而Uo1发脉冲调宽伺服放大器课程设计报告生跳变的条件是：U U 0，将条件Uo1 Uz，U 0代入式，可得：0R1-Uz） R2R1 R2R1R2UzUomR1 R2 Uom由此可解得锯齿波输出的幅度为： 要使得幅度可调，由式可知，改变参数R1即可，所以实际电路中R1采用滑动变阻器；调节滑动变阻器即可改变锯齿波的输出幅度。从而满

8、足设计要求。3.3桥式整流器：桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压

9、。以上两种工作状态分别如图6（a）和（b）所示。脉冲调宽伺服放大器课程设计报告图6 桥式整流电路的工作原理示意图如此重复下去，结果在Rfz上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。 桥式整流电路的整流效率和直流输出与全波整流电路相同，变压器的利用率最高。现在常用的全桥整流，不用单独的四只二极管而用一只全桥，其中包括四只二极管，但是要标清符号，有交流符号的两端接变压器输出，+、-两端接入整流电路。3.4电压比较器 图7(a)由运算放大器组成的差分放大器电路，输入电压VA经分压器R

10、2、R3分压后接在同相端，VB通过输入电阻R1接在反相端，RF为反馈电阻，若不考虑输入失调电压，则其输出电压Vout与VA、VB及4个电阻的关系式为：Vout=(1+RF/R1)R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB。若R1=R2，R3=RF，则Vout=RF/R1(VA-VB)，RF/R1为放大器的增益。当R1=R2=0(相当于R1、R2短路)，R3=RF=(相当于R3、RF开路)时，Vout=。增益成为无穷大，其电路图就形成图7(b)的样子，差分放大器处于开环状态，它就是比较器电路。实际上，运放处于开环状态时，其增益并非无穷大，而Vout输出是饱和电压，它小于正负电源电压，也不可能是

11、无穷大。脉冲调宽伺服放大器课程设计报告图7（a）图7（b）从图8中可以看出，比较器电路就是一个运算放大器电路处于开环状态的差分放大器电路。同相放大器电路如图8所示。如果图7中RF=，R1=0时，它就变成与图7(b)一样的比较器电路了。图8脉冲调宽伺服放大器课程设计报告3.5功率放大器（1）电路组成:互补对称电路如图9所示。图9 两个射级输出器组成的互补对称电路该电路是由两个射极输出器组成的。图中,T1和T2分别为NPN型管和PNP型管，两管的基极和发射极相互连接在一起，信号从基极输入，从射极输出，RL为负载。（2）工作原理: 乙类放大电路:由于该电路无基极偏置，所以VBE1 =VBE2 = V

12、i 。当Vi =0时，T1、T2均处于截止状态，所以该电路为乙类放大电路。 互补电路:考虑到BJT发射结处于正向偏置时才导电，因此当信号处于正半周时，VBE1 =VBE2 0 ，则T2截止，T1承担放大任务，有电流通过负载RL；这样，一个在正半周工作，而另一个在负半周工作，两个管子互补对方的不足，从而在负载上得到一个完整的波形，称为互补电路。互补电路解决了乙类放大电路中效率与失真的矛盾。互补对称电路: 为了使负载上得到的波形正、负半周大小相同，还要求两个管子的特性必须完全一致，即工作性能对称。双电源乙类互补对称电路又称为OCL电路。图10 乙类互补对称功放的工作原理脉冲调宽伺服放大器课程设计报

13、告四、仿真调试过程及结果分析4.1、实验现象描述或实验数据记录当锯齿波发生电路输出的8V锯齿波经过桥式整流器后，整流电路将正负幅值的锯齿波变成正向幅值的锯齿波，由于桥式整流器的压降，锯齿波降为7.418V。 如图11所示。图11通过调节滑动变阻器R3的阻值来调节门限电压，通过调节门限电压的大小改变输出波形的占空比，得到脉宽可调的矩形脉冲信号V1。当VI为零时，由于VREF=4V，VA与VREF作用，比较器的输出V1为占空比的50%的矩形波信号；当 11脉冲调宽伺服放大器课程设计报告VI0时，正波时间t1大于负波时间t2,占空比大于50%；当VIAv 增大，Rc 增大 Av 增大，而 R0Rc，

14、故 Rc 不可太大； B：rbe=200+（1+）26mV/IEQMa,则 IEQ 增大Av 增大 rbe 减小，rbe 减小会使 Ri 减小。 （2）波形失真的研究 当静态工作点过低时，会产生截止失真，过高时会产生饱和失真。改进办法：调 整偏置电阻。截止失真时减小 RB1，提高 VBQ，以增大 IEQ，饱和失真时增大 RB1， 以减小 IEQ。 十一.实验总结 1：通过本次实验掌握了我学会了如何去计算和设计单级阻容耦合放大器的电路 参数的计算过程， 也学会了如何去调整这种电路的静态工作点，同时还懂得了如 何去分析这样的电路的输出特性。 2：通过这次实验，我更熟练的掌握了信号发生器和示波器的调

15、整方法，遇到问 题的时候也不那么手忙脚乱了。 附加： aBJT 特性曲线 PSPICE 仿真 V1 0Vdc Q1 SS9013 Ib 0Adc 0 波形： 福州大学物信学院模拟电子技术课程设计 设计报告组 别：第2组 姓学 号：111000833 同组姓名：石泽伟 专 年 级：10级 指导老师：屈艾文 实验时间：模拟电子技术课程设计音响放大器设计一、 设计目的满足技术指标的音频放大器，实现话筒扩音和音频放大的功能。二、 设计指标额定功率 Po0.3W( 1K。三、 设计器材小喇叭扬声器8/0.5w，LM386，LM324，咪头，单面万能板单孔100mm150mm，YB4325示波器，EE16

16、41B1型函数信号发生器，DA16B交流毫伏表，+9V电模拟电子技术课程设计音响放大器设计四、 电路图及原理分析1、 功率放大器设计Av4=2R7/(R5+R6/R)=31.22、音调控制器设计f（Lx）=125Hz，f(Hx)=8k，x=12Dbf(l2)=f(Lx)*2(x/6)=500Hz，f(L1)=f(L2)/10=50Hz；f（H1）=f（Hx）/2(x/6)=2kHz；f（H2）=10f（H1）=20kHz。RP(31)=500 K，R(31)=R(32)=50 KC（32）=1/(2pi*R(33)f(L1)=5.6nuf；R(34)=R(31)=R(32)=51K，Ra=3R

17、(4)=153 K；R（33）=Ra /10=15.3 K。3、话音放大器与混合前置放大器设计：A（v1）=1+R(12)/R(11)=5.7R(12)=47K，R(11)=10 K。V（o2）=-(R(22)/R(21)V(o1)+ (R(22)/R(23)V(12)取R（23）=R（22）=4R（21）=30k。模拟电子技术课程设计音响放大器设计R31RP31R32R1110kVOFF = 0vRP32五、 仿真波形（1）中频瞬态（2）低频瞬态提升模拟电子技术课程设计音响放大器设计（3）低频瞬态衰减（4）低频交流提升（5）低频交流衰减模拟电子技术课程设计音响放大器设计（6）高频瞬态提升（7

18、）高频瞬态衰减（8）高频交流提升模拟电子技术课程设计音响放大器设计（9）高频交流衰减六、 电路实物照片和PCB布局规则模拟电子技术课程设计音响放大器设计七、 示波器波形一级输出（5.7倍）模拟电子技术课程设计音响放大器设计2级输出（3倍）3级输出（0.8倍）模拟电子技术课程设计音响放大器设计4级输出（26倍，实际设定28倍）八、 总结本次实验是我上大学以来做的最有挑战性的一个实验，时间很紧迫，老师也很严肃，让我模拟电子技术课程设计音响放大器设计不得不拿出十足的干劲，认真总是有回报的，当我与组员做出音响放大器的时候，我很开心，但是有时设计性的错误，导致我在换了一个电阻之后完全没有了声音，究其原因

19、原来是PCB版上的铜片被我融掉，不得已重新制板，由此我也得到一个教训，做事情不可操之过急，由于自己的毛手毛脚造成了这样的后果，对组员我表示很抱歉。总之这次课设是十分有意义的，在这次课设过程中，我学到了好多东西，既锻炼了自己的动手能力，也增加了对知识的理解，加深了对本专业的兴趣与热情。2、单级差分放大器的设计设计如图所示的电流源负载放大器，要求满足下列指标：工艺ICC网站的0.35um CMOS工艺电源电压3.3V带宽10MHz输入电压为1.6V时的增益35dB负载电容6pF设计提示：a)M1和M2尺寸相同；b)IREF尽可能小；设计步骤：1、仿真单个MOS的特性，得到某W/L下的MOS管的小信号输出电阻和跨导。2、根据上述仿真得到的器件特性，推导上述电路中的器件参数。3、手工推导上述尺寸下的共源级放大器的直流工作点、小信号增益、带宽。4、如果增益和带宽不符合题目要求，则修改器件参数，并重复上述计算过程。5、一旦计算结果达到题目要求，用Hspice仿真验证上述指标。6、如果仿真得到的增益和带宽不符合要求，则返回步骤2，直至符合要求。