哈工大模电自主设计实验半波整流滤波电路

哈工大模电自主设计实验

姓名蒋瑞晔班级 1104202 学号 1110420211 实验日期 6月7日节次 5-6 教师签字成绩模拟电子自主设计实验有源滤波器特性1.实验目的1. 掌握有源滤波电路的基本概念，了解高通滤波、低通滤波带通滤波对交流信号的影响。

2.了解滤波电路的选频特性、通频带等概念，加深对有源滤波电路的认识和理解。

3. 用Pspice 仿真的方法来研究滤波电路，了解元件参数对滤波效果的影响。

4. 根据给定的低通和高通滤波器结构和元件，分析其工作特点及滤波效果，分析电路的频率特性。

5.分别利用低通和高通滤波器搭建带通和带阻滤波器电路，观察和分析其输出波形特点，分析电路的频率特性。

2.总体设计方案或技术路线1.一阶滤波器阻容耦合是交流放大电路中的常用隔离直流影响的手段，同时阻容大小将影响信号通过频率，不同的组合将构成低通、高通滤波，最终形成整个电路的频率特性，根据阻抗计算方法：1) 一阶高通滤波器RCj U cj R R U U R ωω111111+⨯=+⨯= ； RCf H π21=U2DC 1MOhm2）一阶低通滤波器RC j U cj R c j U U C ωωω+⨯=+⨯=111111 ； RC f L π21=U2DC 1MOhm2.二阶滤波器为了使电路滤波效果更显著将两个一阶滤波器结合形成二阶滤波器如图所示为无限增益多路反馈低通滤波器电路，它是一种非常通用的具有反相增益的滤波器，具有结构简单、特性稳定、输出阻抗低的特点。

电路的传递函数为： 0210()p K b H s s b s b =++其中： 02311b R R C C =，11231111()b C R R R =++，21p R K R =-二阶高通滤波器电路U2DC 1MOhmU2DC 1MOhmU2DC 1MOhm二阶低通滤波器二阶高通滤波器U2DC 1MOhm4.仪器设备名称、型号1）实验电路板一块2）双踪示波器一台3）双路直流稳压电源一台4）函数信号发生器一台5）数字万用表一只6）电容，电阻若干5.理论分析或仿真分析结果1)二阶低通滤波器：FFT：幅频特性：（2）二阶高通滤波器：FFT：幅频特性：6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1.一阶滤波器2.二阶滤波器实际操作实验（1）低通滤波器：FFT：（2）高通滤波器：FFT：7.实验结论1、低通和高通滤波器对通过的信号的影响，原信号波形和谐波成分的变化低通滤波器能使频率低于某个频率的信号通过，而滤掉高于该频率的信号，并将其放大为输入信号的n倍。

哈工大模电自主设计实验 RC有源滤波器

姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩实验名称 RC有源滤波器的研究1.实验目的（1）熟悉由集成运放和阻容元件组成的有源滤波器的原理。

（2）学习RC有源滤波器的设计，学会测量有源滤波器幅频特性。

2.总体设计方案或技术路线由阻容元件和运算放大器组成的滤波电路称为RC有源滤波器。

由于集成运放有限带宽的限制，目前RC有源滤波器的工作频率较低，一般不超过1MHz。

（1）低通滤波器低通滤波器用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号。

二阶有源低通滤波器由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，第一级电容接至输出端，引入适量正反馈，以改善幅频特性。

设计电路图如下所示，改变输入信号频率，记录输出信号幅值及放大倍数，先测量出一组幅频特性曲线，再改变电阻R f的值，记录数据，得到新的幅频特性曲线，再进行对比。

（2）高通滤波器高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。

只要将低通滤波器中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器。

高通滤波器的性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜像”的关系。

设计电路图如下所示，改变输入信号频率，记录输出信号幅值及放大倍数，先测量出一组幅频特性曲线，改变电阻R f的值，记录数据，得到新的幅频特性曲线，再进行对比。

本实验主要研究低通滤波器和高通滤波器的幅频特性，截止频率和品质因数，以及改变电路参数对滤波效果的影响。

3.实验电路图（1）低通滤波器设计电路图（由Multisim7绘制）（2）高通滤波器设计电路图4. 仪器设备名称、型号实验电路板双踪示波器双路直流稳压电源函数信号发生器数字万用表导线若干5.理论分析或仿真分析结果(1)低通滤波器R4=10kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示当R4=12kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示当R4=15kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示（2）高通滤波器R4=10kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示用光标测量法测得截止频率为1.2514kHzR4=12kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示R4=15kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）检查导线通断，仪器仪表是否正常。

哈工大模电自主设计实验——阶梯波发生电路的设计与分析

姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩阶梯波发生电路的设计与分析1.实验目的1、掌握阶梯波发生器电路的结构特点。

2、掌握阶梯波发生器电路的工作原理。

3、学习如何用Multisim 进行电路仿真。

4、学习复杂的集成运算放大器电路的设计。

2.总体设计方案或技术路线1、要设计阶梯波发生电路，首先要设计一个方波发生电路，然后通过微分电路，会得到上下均有尖脉冲的波形。

这时要只取上面的尖脉冲，就需通过限幅电路滤除下半部分的波形。

当这些脉冲经过积分运算电路时，一个尖脉冲累加为一个固定的值，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变。

下一个脉冲到来时又会增加同样的一个值，于是输出形成了阶梯波形。

2、改变电路元件的参数值，探究其于输出的阶梯波各项指标的关系。

3.实验电路图U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC 15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1ABExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212VC247nFR310kΩR510kΩR610kΩU2UA741CP3247651C347nFD31N4148D41N4148图1阶梯波发生电路4. 仪器设备名称、型号1、运算放大器μA741 2个2、二极管若干3、电阻，电容若干4、导线若干5、数字万用表6、可编程线性直流稳压电源7、Agilent DSO-X2002A 型示波器8、电子技术试验箱9、集成运算放大器应用子板5.理论分析或仿真分析结果1、方波发生电路设计方波发生电路由滞回比较器和RC 电路构成。

滞回比较器引入正反馈，产生振荡，使输出电压仅有高低电平两种状态，且自动相互转换。

RC 电路起延时作用和反馈作用，使电路的输出电压按一定时间间隔在高低电平之间交替变化，形成方波。

电路如图2所示，从图3所示的示波器中可读出方波的周期为4.017ms 。

U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1A BExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212V图2方波发生电路图3方波波形2、微分电路设计在上图所示的方波发生电路的输出端接电阻3R 和电容2C 即可组成图4所示的微分电路，原理与运放组成的微分运算电路相同，这里不再叙述。

完整版整流滤波电路实验报告

完整版整流滤波电路实验报告一、实验目的1.掌握整流电路和电容滤波器的原理；2.学习整流滤波电路的构成和基本特性，理解滤波器的放大频率、截止频率、衰减频率、阻抗匹配、负载等参数的影响；3.通过实验掌握用示波器测量电源电压和负载电压、电容滤波器工作时的电压波形，以及不同频率下电压波形的变化规律。

二、实验原理1.整流电路在交流电源上连接一个电阻和一个二极管组成的电路，能将交流电转换成直流电，这种电路称为整流电路。

半波整流电路和全波整流电路是最基本的整流电路。

其中，半波整流电路通过一个二极管使正半周电压通过，而负半周电压被截去，只保留正半周脉动电平。

全波整流电路则是通过两个二极管交替的截取来自两个方向的电压脉动，从而得到纯的正弦波。

2.电容滤波器电容滤波器是在整流电路输出直流电后，通过在输出端并联一个电容，使其中的交流分量被短路来达到滤波的目的。

电容滤波器的原理是利用电容器在电路中的充电和放电过程来消除信号中的高频噪声成分，因为当信号的变化频率很高时，电容器的充放电过程较长，其阻抗较低，从而使信号通过电容器时得以短路，而低频信号则可以通过电容器，从而实现滤波的目的。

三、实验器材示波器、直流稳压电源、万用表、电阻、电容、二极管等。

四、实验步骤1.搭建半波整流电路（1）将直流稳压电源的正极接入电路实验板的“+”端，负极接入电路实验板的“-”端。

（2）将一根导线连接实验板的正极输出端口，另一端连接到电阻上，再将电阻另一端连接到一根全向二极管的负极，再将二极管的正极连接“+”端口。

（3）将示波器的地线夹具接入电路实验板上的“-”端，探头夹具接到“+”端口。

2.观察半波整流电路的输出波形并记录数据当电路接通，给直流稳压电源接上交流电源后，打开示波器的电源开关，选择一个适当的时间基和交流电源的频率进行观察，调整电源供应电压，将示波器指针设置在一个适当的位置，记录电压值和电阻的电压值。

4.搭建电容滤波电路（1）在搭建半波整流电路的基础上，将一个电容电器连接在二极管的负极上，另一端连接在接地端口上，即在短路的电阻之间并联一个电容。

电路自主设计实验——交流整流电源

自主设计电路实验实验名称：交流电源整流电路的研究实验日期：2013年11月30日实验室名称：哈工大-福禄克电工技术联合实验室一、实验目的1、研究半波整流电路、全波桥式整流电路。

2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流电路中的滤波效果。

3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值。

4、初步掌握示波器显示与测量的技能。

二、实验仪器与设备及型号1、TFG2000G型DDS函数信号发生器2、UT-56型数字万用表3、SS-7802A型示波器4、电阻及电容，二极管等三、总体设计方案或技术路线1、利用二极管的单向导电作用，可将交流电变为直流电。

常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。

2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C，构成电容滤波电路。

整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小，同时输出电压的平均值也增大了。

四、实验原理及理论分析1.半波整流如图，变压器次级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。

在0～π时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。

此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。

这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。

在2π～3π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。

以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。

这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。

不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。

整流滤波电路实验报告

整流滤波电路实验报告整流滤波电路实验报告一、引言整流滤波电路是电子工程中常用的一种电路，用于将交流电信号转换为直流电信号，并通过滤波电路去除交流信号中的纹波。

本实验旨在通过搭建整流滤波电路，了解其原理和特性，并通过实验数据进行分析和验证。

二、实验装置和原理本实验所用的实验装置包括电源、变压器、二极管、电容器、电阻器和示波器。

实验中，交流电源通过变压器降压，并接入整流电路。

整流电路由二极管和电容器组成，二极管起到整流作用，将交流信号转换为半波或全波直流信号，而电容器则用于滤波，去除纹波。

三、实验步骤和数据记录1. 按照实验电路图搭建整流滤波电路，注意连接的正确性。

2. 打开电源，调节电源输出电压为适当值，例如10V。

3. 使用示波器测量电路输入和输出的电压波形，并记录数据。

4. 调节电源输出电压，分别记录不同电压下的输入和输出波形数据。

四、实验数据分析通过实验记录的数据，我们可以进行以下分析：1. 输入电压和输出电压的关系：根据实验数据，我们可以得到输入电压和输出电压的关系曲线。

一般情况下，输出电压随着输入电压的增加而增加，但在一定范围内，输出电压会趋于稳定。

这是因为当输入电压过大时，电容器已经无法完全充电，无法继续提高输出电压。

2. 纹波电压的大小：纹波电压是指在整流滤波电路输出的直流电压中所包含的交流成分。

通过示波器测量输出电压波形，我们可以计算得到纹波电压的大小。

纹波电压的大小与电容器的滤波能力有关，一般情况下，电容器越大，滤波效果越好，纹波电压越小。

3. 输出电压的稳定性：通过观察输出电压波形，我们可以判断整流滤波电路的稳定性。

如果输出电压的波形较为平稳，没有明显的波动和纹波，则说明整流滤波电路的稳定性较好。

五、实验结论通过本次实验，我们对整流滤波电路的原理和特性有了更深入的了解。

实验数据分析表明，输入电压和输出电压呈正相关关系，但在一定范围内输出电压趋于稳定。

此外，电容器的大小对纹波电压的大小有影响，电容器越大，滤波效果越好。

半波整流_滤波电路的两种不同解法

第28卷第4期Vol.28No.42007青岛理工大学学报Journal of Qingdao Technological University半波整流—滤波电路的两种不同解法姚齐国1,2,朱　玲2(1.华中科技大学水电与数字化工程学院,武汉430074;2.武汉工程大学电气信息学院,武汉430073)摘　要:结合半波整流—滤波电路,分别采用牛顿—拉夫逊法和PSPICE进行求解,均得出了正确的结果.经比较,两种方法各有所长.尤其是当电路中的非线性元件比较多,元件之间的非线性关系比较复杂,采用牛顿—拉夫逊法难以得到递推表达式时,用PSPICE求解非线性电路更具优越性.关键词:牛顿—拉夫逊法;非线性电路;MA TL AB;PSPICE;仿真中图分类号:TP391.9 文献标志码:A 文章编号:1673—4602(2007)04—0083—04 随着科学技术的进步,电子技术得到迅猛发展,新的电子器件不断出现,非线性电路得到了越来越广泛的应用.因此,探索和建立非线性电路的理论体系并加以应用,已处于十分重要的地位,具有广阔的应用前景,与国民经济的发展紧密相关,有较大的理论意义和实用价值.传统上,把含有非线性元件的电路称为非线性电路.仅由非线性电阻、线性电阻和独立电源组成的电路称为非线性电阻电路.非线性电阻电路在非线性电路中占有重要的地位,它不仅是许多实际电路的合理模型,也是分析和计算含有其它非线性元件的电路的基础.大容量快速计算机的产生和发展,使数值计算方法可以用来较精确地计算非线性电路的响应.图解法和数值计算法是研究非线性电路的主要方法,包括分段线性化法、小信号分析法和牛顿—拉夫逊法等.其中,牛顿—拉夫逊法便于编写程序用计算机求解,因此应用较广[1].PSPICE是电子电路计算机辅助分析和设计中的重要建模与仿真软件,能够优化设计模拟电路和数字电路,并可以对电路进行一系列分析.既可以处理线性电路,又可以处理非线性电路,采用多窗口、多任务作业方式,人机交互界面好.原始电路既可以以文本方式输入,又可以以图形方式输入,完备的元器件模型库使得电路的设计非常便捷,并能够将分析和计算的结果自动以图形方式显示出来,非常直观[2].因此,用PSPICE分析和计算半波整流—滤波电路也是一种新的尝试.1　用牛顿—拉夫逊法求解半波整流—滤波电路1.1　牛顿—拉夫逊算法简介牛顿—拉夫逊法是用来求解一般非线性代数方程的一种数值算法.以一元非线性代数方程的求解为例,说明牛顿—拉夫逊法的基本思想如下:设非线性方程为F(x)=0,如果x=x3是方程的解,则有F(x3)=0.为寻求x=x3,先试猜一个初始值x=x0,一般情况下,x0不会正好是方程的解,即F(x0)≠0.于是,需要进行第一次修正,令x1=x0+Δx0,则F(x1)=F(x0+Δx0),修正量Δx0=x1-x0.若x1仍然不是方程的解,则进行第二次修正,令x2= x1+Δx1,则F(x2)=F(x1+Δx1),修正量Δx1=x2-x1.若x2仍不是方程的解,则继续修正,进行迭代运算…直到Δx j+1=x j+1-x j≤ε,迭代即可结束.这里ε为预先指定的一个较小的正数,视需要而定[3].对于一个具体的非线性电路,有两条途径可以实现牛顿—拉夫逊算法.途径一:根据所给的已知条件,收稿日期:2006—12—11青岛理工大学学报第28卷直接用解析方法演算出所求量的递推公式(简称为解析算法),然后迭代计算;途径二:首先作原电路的等值电路模型,在等值电路中采用常规的电路求解方法(如节点电压法、网孔电流法等),求得所求量的递推公式(简称为等值电路法),然后迭代计算.无论采用哪条途径,都需要借助于计算机,编程计算.而且当电路的非线性关系比较复杂时,用解析算法难以得到电路的递推公式,等值电路法将更显其优越性.1.2　用等值电路法求解半波整流—滤波电路为简化起见,设所研究的非线性电路所含的非线性元件只有非线性电阻.考虑图1所示的半波整流—滤波电路,设e (t )=10sin (314t )V ,R 1=10Ω,R 2=10k Ω,C =1μF ,U C (0)=0,非线性电阻(即图1中二极管)的特性为i =10-5×(e 40×Ud -1),用牛顿—拉夫逊法计算输出电压U 2(t )[4].图1　半波整流-滤波电路图2　图1所示电路的等值电路电路是由一个个元件组成的,要作等值电路,首先要明确元件的等值模型.独立电源和线性电阻的等值模型保持原样,压控电阻和线性电容等值为电流源和电导的并联组合,流控电阻和线性电感等值为电压源和电阻的串联组合[4].根据这一原则,图1所示电路的等值电路如图2所示.在图2中,由节点电压法可得电路的节点电压方程为:1/R 1+G dn +1k-G dn +1k -G dn +1kG dn +1k +1/R 2+C/h U 1n +1k +1U 2n +1k +1=e n +1/R1-I dn +1k CU 2n /h +I dn +1k (1)图3　MA TL AB 中的输入与输出的电压波形式中　G dn +1k =0.0004×exp (40×U dn +1k );I dn +1k =i dn +1k -G dn +1k U dn +1k ;i dn +1k =0.00001×(exp (40×U dn +1k )-1);U dn +1k =U 1n +1k -U 2n +1k;n 指离散时间的点数;k 指在某一个时间点的迭代计算次数对上述递推方程式(1),采用MA TL AB 语言编程,计算结束后U 2(t )的波形如图3所示.在图3中,e (t )指电压源的电压,U 2(t )指整流后的输出电压,计算步长h =0100005,误差范围设定为ε=01001.计算的流程图如图4所示.2　用PSPICE 求解半波整流—滤波电路进入PSPICE 子程序Schematics ,创立一个新的文件,保存为banbo .sch 文件,从Draw /Get New Part 中依次在analog.slb 元件库里取出电阻和电容元件,从source.slb 中取出电源元件,从eval.slb 中取出二极管D1N4002,从port.slb 中取出地节点,并完成各元件的属性设置,其中交流电压源的最大值48第4期姚齐国,等:半波整流—滤波电路的两种不同解法VAM PL =10V ,FREQ =50Hz ,P HASE =0,VO FF =0,DF =0,TD =0,然后在Markers/mark voltage/level 中取出电压探针放在欲测电压的位置上,连线,组成图5所示的半波整流—滤波电路.在Analysis/set up 下,点中t ransient ,对Transient Analysis (瞬态分析)设置开始时间为0100005s ,结束时间为0106s ,然后点击Analysis/simulate ,程序立即开始运行,并自动打开Probe 窗口,输出U 2(t )的波形如图6所示.为便于观察整流和滤波的效果,在图6中同时显示输入电压e (t )的波形.仿真结束后,系统自动生成6个相关文件.从outp ut 文件中可以得知计算用时仅为0136s ,同时可以得到二极管的模型参数、电路结构的描述、电路各节点的电压等相关信息.比较图6和图3中的U 2(t ),其波形几乎完全一样,说明两种算法得出的结果基本上是相同的.从图6可以清楚地观察到整流和滤波后的效果是比较好的.图4　等值电路法求解的流程图图5　PSPICE 中的半波整流—滤波电路图6　PSPICE 中的输入与输出的电压波形3　结束语图解法和数值计算法是研究非线性电路的主要方法,包括分段线性化法、小信号分析法和牛顿—拉夫逊法.其中,牛顿—拉夫逊法应用较广.需要指出的是,用牛顿—拉夫逊法求解非线性代数方程时,电路中非线性电阻的元件方程必须是已知的连续可微函数,并且初始值不能离真值太远,算法需要收敛,才能得58青岛理工大学学报第28卷68到预期的结果.因此,巧妙地设定一个合适的初始值是十分重要的,若初始值设定的合适,不但可以保证迭代收敛,而且可使迭代次数减少[5].用MA TL AB来实现牛顿—拉夫逊算法,其优势是可以很方便地处理矩阵,计算思路明确,在得到具体的解析值的同时,可以以图形方式显示计算结果.PSPICE实质上是一个面向对象的编程软件,用PSPICE来仿真计算,同样能满足精度要求,而且用时更少,尤其是在非线性元件比较多的情况下,元件之间的非线性关系比较复杂,用牛顿—拉夫逊法难以得出递推公式时,用PSPICE来分析计算非线性电路会更直观更便捷一些,其优越性更显突出.参考文献:[1]　夏承铨.非线性电路[M].北京:人民邮电出版社,1986.[2]　李永平,董欣.PSPICE电路优化程序设计[M].北京:国防工业出版社,2004.[3]　林成森.数值分析[M].北京:科学出版社,2006.[4]　蔡宣三.动态电路分析[M].北京:清华大学出版社,1985.[5]　付振宪,邓正隆.一类非线性系统仿真模型的建立及线性化[J].系统仿真学报,2000,12(2):1652167.[6]　范秋华,赵艳秋.基于V HDL的扫描显示电路[J].青岛建筑工程学院学报,2005,26(1):66269.[7]　代月明,李云芳,王素珍.Haar函数归一化及在数字化电路设计中的应用[J].青岛建筑工程学院学报,2005,26(4):71274.Tw o resolution methods of half2w ave rectifying f iltering circuitYAO Qi2guo1,2,ZHU Ling2(1.Institute of Hydroelectric and Digital Engineering,Huazhong Universityof Science and Technology,Wuhan430074,China;2.Department of Electrical and Communication,Wuhan Institute of Technology,Wuhan430073,China) Abstract:Connecting a half2wave rectifying filtering circuit,t his article obtains correct result s by apply2 ing bot h t he Newton2Rap hson met hod and PSPICE.By comparison between t he two met hods,each has it s own st rong point s.Especially when t he circuit has many nonlinear component s,as well as t he rela2 tionship among t hese component s is much more complicated,t he recursive formula is difficult to get. The way to resolve nonlinear circuit s by using PSPICE has much advantage.K ey w ords:Newton2Rap hson met hod;nonlinear circuit;MA TL AB;PSPICE;simulation作者简介:姚齐国(19662　),男,湖北公安县人.副教授,硕士,主要研究方向:系统建模与仿真,优化运算与运行,电路理论分析与应用,微机控制技术.。

哈工大电力电子课程设计报告-小功率开关电源

R1 0.5toff (min) C1 500 Ω，取 R1 = 510 Ω
1 R1 的功率 PR1 C1Vs 2 f 0.225 W 2
式中：最小关断时间 toff (1 Dmax ) 缓冲电容 C1 = 0.01 μF 二极管型号：HER107
1 10 μs f
3
哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）
图 1 反激式变换器原理图
1.2
变压器参数计算
（1）．计算原边绕组流过的峰值电流
I P 2 P0 /(Vs (min) Dmax ) 2 4.8 /(20 0.5) 0.98 A
式中 Po U o I o 16 (0.15 0.05 0.05 0.05) 4.8 W，为总输出功率
1.72 知，取 CT 102 ，则 RT 约为 35K，调节电位器 R7 使 RT CT
得输出 PWM 的频率约为 50K ，同时要注意输出 PWM 的幅值不能太高，若太高则可能在接入开关管整机调试时烧毁开关管，取为 15V 即可。然后调节电位器 R6 使得 R 6 4K ，使得在接入开关管后，辅助供电绕组的输出电压约为 15V。
表 1 输出电压与负载电流关系
负载电流(mA)
20
40 16.1
60 16
80 15.9
100 15.8
输出电压（V） 16.2
为了调整负载调整率使得电源的带载能力更优，可以考虑更换变压器，将绕组绕得更紧一些，同时可以加大输出虑波电容的容值，适当调整变压器原边的缓冲电路参数及补偿回路参数。
7
哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）
S1 (d / 2) 2 0.075mm 2
原边绕组的截流面积 S w I P / J 0.96 / 4 0.24mm 2 则原边所需导线股数 nw （5）．计算气隙长度

哈工大模电自主设计实验半波整流滤波电路

姓名班级学号日期节次成绩教师签字
半波整流滤波电路
一. 实验目的
1. 熟悉由集成运算放大器、二极管等元件构成的整流电路性能
2. 了解电路内各元件的工作原理
二.仪器设备名称、型号电阻若干双踪示波器电子技术试验箱函数信号发生器
μ A 741集成运算放大器
实验电路板
三．理论分析
半波整流电路
（1）当输入电压0i u >，由反相输出，第一个运放输出10o u <，从而D1导通，D2截止，f R 中电流为零，因此输出电压=0o u .
（2）当输入电压<0i u ，由反相输出，第一个运放输出1>0o u ，从而D2导通，D1截止，电路实现反相比例运算，2
1
=-
o i R u u R ，o i u =-u .
仿真结果： 1）三角波
2）正弦波
四.实验步骤
按图将电路连好，其中R1=R2= 10k Ω，R3= 5.1k Ω，分别输入100Vpp mv =，
100f Hz =的三角波和正弦波，观察并记录输出o u 的波形和,Vpp f ，并与输入波形比较。

五.实验结论
原始数据记录
教师签字：__________。

哈工大模电自主设计实验

姓名 xxxx 班级学号 xxxxxx实验日期 2014.04.30 节次 5-6节教师签字成绩实验名称：精密镇流器的设计及其应用一.实验目的1、设计精密整流器。

2、理解并实际应用放大器电路，观察精密整流器在放大器电路中的作用。

3、提高自我设计实验的能力。

二.总体设计方案或技术路线1.1精密整流器的电路原理图如图1所示。

图11.2、使用二极管的单向导电性来组成整流电路。

由于二极管的伏安特性在小信号时处于截止或处于特性曲线的弯曲部分，使小信号检波不到原信号或使原信号失真太大。

如果把二极管置于运算放大器的负反馈环路中，就能大大削弱这种影响，提高非线性电路精度。

同相输入精密全波整流器的输入u i 与输出电压u o 有如下关系:当u i >0时，u o =u i ；u i <0时，u o =-u i运放A 1、A 2工作于串联负反馈状态，具有较高的输入电阻A 1是同向放大器，A 2是同向加法运算电路。

当u i >0时，VD 1 截止，VD 2导通，此时A 1形成一个电压跟随器，u o1=u i 。

U 2的反向端输入电压为U 1的反向端电压，亦即时输入电压u i 。

U 2同相端输入电压为u i 。

所以u o 为：220211(1)F F i i i F F R R u u u u R R R R=+-=++当u i <0时，VD 1导通，VD 2截止，此时是一个同向放大器11(1)u F o i R u R=+。

当R R 1F =时，i 1o u 2u =。

U 2同相端的输入电压仍为u i ，反向端的输入电压为u o 所以A 2的输出电压为（2122F F R R R ==)2222121(1)u (1)u (1)u F F F F F o i o i i R R R R R u u R R R R R=+-=+-+ 234o i i i u u u u =-=-由以上分析可知，在输出端得到单向的电压，实现了全波整流。

哈工大2012年_模电自主设计实验报告

模拟电子技术课程大作业姓名：学号：院系：控制科学与工程系题目：音频功率放大器的设计与实现音频功率放大器的设计与实现1.实验目的设计一个实用的音频功率放大器。

在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的条件下，音频功率放大器满足如下要求：1、最大输出不失真功率P OM≥8W。

2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。

3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。

4、输入阻抗R i≥100kΩ。

5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的调节范围。

2.总体设计方案该音频功率放大器可由图1所示框图实现。

前置放大级主要实现对输入信号进行放大，从而与功率放大器的输入灵敏度进行匹配。

音调控制级主要实现对输入信号的提升或衰减作用，以满足不同听众的需求。

功率放大级是此音频功率放大器的核心部分，它决定了输出功率的大小。

下面介绍各模块的实现方法。

话筒输入Vo前置放大音调控制功率放大RL图1 音频功率放大器组成框图1.前置放大器由于输入信号非常微弱且音频宽度过大，需要前置放大器有较高的输入阻抗，较低的输出阻抗，噪声小，频带宽。

为达到预期的效果，有两种选择。

一是由分立元件搭建的放大电路，二是采用合适的集成放大电路。

由于集成放大电路性能稳定，外围电路简单，便于调试，本前级放大电路选择集成放大电路实现。

2.音调调节级音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制，从而达到控制放音音色的目的，以适应不同听众对音色的不同爱好。

此外还能补偿信号中所欠缺的频率分量，使音质得到改善，从而提高放音系统的放音效果。

在高保真放音电路中，一般采用的是高、低音分别可调的音调控制电路。

一个良好的音调控制电路，要求有足够的高、低音调节范围，同时有要求在高、低音从最强调到最弱的整个过程中，中音信号（一般指1kHz）不发生明显的幅值变化，以保证音量在音调控制过程中不至于有太大的变化。

哈工大电路自主设计实验

哈工大电路自主设计实验(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩影响RLC 带阻滤波器性能参数的因素的研究与验证1.实验目的（1）学习带阻滤波器的设计方法（2）测量RLC 带阻滤波器幅频特性曲线（3）研究电阻、电容和品质因素Q 对滤波器性能的影响（4）加深对滤波器滤波概念的理解 2.总体设计方案或技术路线（1）理论推导，了解滤波器的主要性能参数及与滤波器性能有关的因素（2）设计RLC 带阻滤波器电路图（3）研究电阻R 对于滤波器参数的影响（4）研究电容C 对于滤波器参数的影响（5）研究电感L 对于滤波器参数的影响（6）合理设计实验测量，结合电容C 和电感L 对滤波器参数的影响（7）将实际测量结果与理论推导作对比，并分析实验结果3.实验电路图R1V-V+4.仪器设备名称、型号函数信号发生器 1台FLUKE190-104数字便携式示波表 1台十进制电阻箱 1只十进制电容箱 1只十进制电感箱 1只5.理论分析或仿真分析结果带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念相对。

理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。

带阻滤波器的中心频率f o，品质因素Q和抑制带宽BW之间的关系为仿真结果：R=2000Ω C= L=R=500Ω C= L=R=2000Ω C= L=R=2000Ω C= L=R=2000Ω C= L=改变R时对比图改变C时对比图改变L时对比图6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）电阻R对于滤波器参数的影响任务1：电路如图所示，其中信号源输出Us=5V，电容C=，电感L=，根据R= 2000f/kHzfc1=fo=4fc2=57 U/VR= 1500f/kHz1fc1=fo=4fc2=57 U/VR=50f/kHz3fc1= fo= fc2= 47U/V5根据所测数据在下图画出三条对应的幅频特性曲线，并根据图中实验结果进行分析分析结果：由图看出，当R变化，L C不变时，中心频率不变，但是阻带宽度随着R变大而变大。

半波整流电容滤波电路-波形与特性

9
3-2-1 濾波電路
3-2-1-10 RC濾波電路-波形與特性 • • • • 輸出平均直流電壓漣波峰值電壓漣波有效電壓漣波因素
元
件連結
10
3-2-1 濾波電路
3-2-1-11 半波整流電容濾波電路-波形與特性
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輸出平均直流電壓漣波峰值電壓漣波有效電壓漣波因素
3-2-1-4 半波整流輸入電容濾波電路特性
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• 電路結構 • 電路分析 • 電路特性Biblioteka 43-2-1 濾波電路
3-2-1-5 全波整流輸入電容濾波電路特性
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• 電路結構 • 電路分析 • 電路特性
5
3-2-1 濾波電路
3-2-1-6 全波整流輸入的電容濾波電路波形與特性
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輸出平均直流電壓漣波峰值電壓漣波有效電壓漣波因素
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3-2-1 濾波電路
3-2-1-7 RC濾波電路的特性
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• 電路結構 • 電路分析
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3-2-1 濾波電路
3-2-1-8 π型濾波電路特性
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• 電路結構 • 電路分析
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3-2-1 濾波電路
3-2-1-9 電感濾波電路
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• 電路結構 • 電路分析
單元3-2-1
濾波電路
單元總結
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3-2-1 濾波電路
3-2-1-1 半波整流輸入的電容濾波電路
元
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• 半波整流輸入的電容濾波電路輸入與輸出波形的差異。
2
3-2-1 濾波電路

半波整流滤波电路--教学设计

《半波整流滤波电路检测》教学设计1、信息技术辅助实训课堂教学已成为课改的重点之一。

2、“半波整流滤波电路”是电类专业基础课程《电子基本电路安装与测试》的项目一教学内容。

3、本课采用任务驱动法，模拟企业流水线生产实际，结合“云”平台中的微视频辅助教学，学生课前明确任务、课中正确操作、课后自评互评，突破教学重点和难点，提高课堂实效性。

教材处理：1、本次实训项目选自高等教育出版社《电子基本电路安装与测试》项目一——“单相整流滤波电路的安装与测试”；2、本次实训主要任务是在半波整流电路安装完成的基础上对波形的检测；3、结合微视频和实训工单形式，把教材内容重新整合，让学生边做边学，并最终通过数据分析和自身总结得出的结论，合理选择元器件。

任务目标：1、进一步明确焊接电路需要注意的地方；2、掌握基本元器件电阻和电容的识别方法；3、学会使用综合实训台上的仪器仪表和网络辅助教学平台；4、了解企业流水线的基本操作流程和规范；学情教法分析：1、学生是刚进入高一的新生，焊接技术与元器件识别能力较弱，仪器仪表的使用也只有比较浅的基础；2、学生对于半波整流滤波电路的理论知识已经有了初步的概念；3、教师利用“云”平台发布微视频，帮助学生课前预习、课中参考、课后总结；4、结合任务驱动法，采用实训工单的形式，由学生自主独立完成。

知识与能力目标：1、知道半波整流以及加上滤波电容以后的输出波形不同的原因；2、学会基本电路的安装与检测方法；3、学会使用数字式万用表检测元器件的方法；4、掌握“云”平台上的各个设备的基本使用方法；5、培养学生自主探究、解决问题、总结成果的能力；过程与方法目标：1、学会利用信息技术课前预习、课中操作、课后总结评价；2、利用信息技术，采用翻转课堂的形式，提高课堂时效性；3、通过“云”平台，实时完成学生自评、互评以及教师点评工作。

情感态度与价值观目标：1、利用微视频，帮助学生提高技能的学习能力；2、利用实训工单，让学生感受企业流水线的操作模式，提升学习兴趣；3、利用“云”平台，实时评价学生，激发学习积极性。

(完整版)整流滤波电路实验报告

整流滤波电路实验报告姓名：XXX 学号：5702112116 座号：11 时间：第六周星期4一、实验目的1、研究半波整流电路、全波桥式整流电路。

2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流电路中的滤波效果。

3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值。

4、初步掌握示波器显示与测量的技能。

二、实验仪器示波器、6v交流电源、面包板、电容（10μF*1，470μF*1）、变阻箱、二极管*4、导线若干。

三、实验原理1、利用二极管的单向导电作用，可将交流电变为直流电。

常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。

2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C，构成电容滤波电路。

整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小，同时输出电压的平均值也增大了。

四、实验步骤1、连接好示波器，将信号输入线与6V交流电源连接，校准图形基准线。

2、如图，在面包板上连接好半波整流电路，将信号连接线与电阻并联。

3、如图，在面包板上连接好全波整流电路，将信号输入线与电阻连接。

4、在全波整流电路中将电阻换成470μF的电容，将信号接入线与电容并联。

5、如图，选择470μF的电容，连接好整流滤波电路，将信号接入线与电阻并联。

改变电阻大小（200Ω、100Ω、50Ω、25Ω）200Ω100Ω50Ω25Ω6、更换10μF的电容，改变电阻（200Ω、100Ω、50Ω、25Ω）200Ω100Ω50Ω 25Ω 五、数据处理1、当C 不变时，输出电压与电阻的关系。

输出电压与输入交流电压、纹波电压的关系如下：avg)r m V V V （输+=又有i avg R C V ••=输89.2V )(r 所以当C 一定时，R 越大就越小)(r V avg越大输V2、当R 不变时，输出电压与电容的关系。

由上面的公式可知当R 一定时，C 越大就越小)(r V avg 就越大输V 3、桥式整流的优越性。

1、输出电压波动小。

2、电源利用率高，每个半周期内都有电流经过。

整流滤波实验报告

整流滤波的电路设计实验一、实验目的：1、研究半波整流电路，全波整流电路。

2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流中的滤波效果。

3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值4、进一步掌握示波器显示与测量的技能。

二、实验仪器：示波器，6v交流电源，面包板，电容（470uF、10uF）电阻（200Ω,100Ω,50Ω,25Ω），导线若干。

三、实验原理：1、实验思路利用二极管正向导通反向截至的特性，与RC电路的特性，通过二极管、电阻与电容的串并联设计出各种整流电路和滤波电路进行研究。

2、半波整流电路变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。

利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。

2.1单相半波整流只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载的电路称为单相半波整流电路。

原理：如图4.1，利用二极管的单向导电性，在输入电压Ui为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载RL上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在Ui为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。

由于二极管的单向导电作用，将输入的交流电压变换成为负载RL两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图4.2。

3、全波桥式整流前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。

为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，现以全波桥式整流为例，其电路和相应的波形如图6.2.1-3所示。

若输入交流电仍为t U t u P i ωsin )(= （8）则经桥式整流后的输出电压u 0(t)为（一个周期）tU u t U u P P ωωsin sin 00-==πωππω20≤≤≤≤t t （9）其相应直流平均值为⎰≈==T P P U U dt t u T u 000637.02)(1π（10）由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半波整流提高了一倍（忽略整流内阻时）。