反馈式稳幅电路课程设计.

2012 ~ 2013 学年第二学期《反馈式稳幅电路》课程设计报告题目：反馈式稳幅电路设计专业：电子信息工程班级： 11电子信息（2）班姓名：张书彪、张松、徐进进、杜荣锦、孟志远、许定可、王广鑫、吴昊指导教师：吴慧电气工程系2013年6月6日任务书课题名称反馈式稳幅电路设计指导教师（职称）吴慧（讲师）执行时间2012 ~ 2013 学年第二学期第15 周学生姓名学号承担任务孟志远1109121095 整个方案的构思与实施及仿真许定可1109121112 整个方案的构思与实施及仿真张书彪1109121119 整个方案的构思与实施及文档整理王广鑫1109121104 设计场效应管及计算U0参数徐进进1109121110 制作电路CAD原理图及设计场效应管杜荣锦1109121077 设计反相比例运算电路张松1109121120 设计半波精密整流电路吴昊1109121108 设计二阶低通滤波器设计目的1、学习反馈式稳幅电路的设计方法；2、研究反馈式稳幅电路的设计方案。

设计要求1、技术指标：要求输入电压波动20%时，输出电压波动小于0.1%；输入信号频率从50~2000ZH变换时，输出电压波动小于0.1%；负载电阻从10kΩ变为5kΩ，输出电压波动小于0.1%。

2、设计基本要求（1）设计一个输出反馈式稳幅电路；（2）拟定设计步骤；（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（4）要求绘出原理图；（5）撰写设计报告。

反馈式稳幅电路摘要反馈电路在各种电子电路中都获得普遍的应用,反馈是将放大器输出信号(电压或电流)的一部分或全部,回收到放大器输入端与输入信号进行比较(相加或相减),并用比较所得的有效输入信号去控制输出,这就是放大器的反馈过程。

反馈式就是利用反馈电路控制电压变化，稳定电压的幅度变化，从而达到稳幅的作用。

“稳幅”就是稳定幅度，例如4V直流电它的幅度是4，有的电路他的电压是不稳定的，在4 V左右变化，稳幅电路的作用就是使电压变化的幅度变小。

本文设计的反馈式稳幅电路主要包括四个部分，分别是反相比例运算电路，半波精密整流电路，二阶低通滤波器电路和场效应管。

反馈式稳幅电路要求我们弄懂当输出电压变化时，输出电压基本不变。

关键词：反馈；反馈式；稳幅。

目录第一章绪论 .................................................. - 4 - 第二章电路框图的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .- 5 -2.1 设计原理框图............................................ - 5 -2.2 设计分析................................................ - 5 - 第三章电路原理图的设计 ....................................... - 6 -3.1 反馈式稳幅电路的组成部分................................ - 6 -3.2 反相比例运算电路的设计.................................. - 6 -3.3 半波精密整流电路的设计.................................. - 7 -3.3.1 整流电路........................................... - 7 -3.3.2 半波精密整流电路工作原理........................... - 8 -3.4 二阶低通滤波器电路的设计................................ - 9 -3.4.1 滤波电路........................................... - 9 -3.4.2 有源滤波电路...................................... - 10 -3.4.3 二阶低通滤波电路.................................. - 11 -3.5 场效应管电路的设计..................................... - 11 -3.5.1场效应管的工作原理................................ - 11 -3.5.2 场效应管的主要作用................................ - 12 -3.6 总电路设计............................................. - 12 -3.6.1 反馈式稳幅电路总设计图............................ - 12 - 3.6.2 反馈式稳幅电路的工作原理.......................... - 13 - 第四章电路的仿真 .......................................... 14-- 14 -4.1 反相比例运算电路.................................... 14-- 14 -4.2 半波精密整流运算电路................................... - 16 -4.3 低通二阶滤波电路.................................... 17-- 17 -4.4 反馈式稳幅电路...................................... 18-- 18 - 第五章结论与心得 .......................................... 29- 29 -5.1 结论与心得................................................ 29- 文献参考 .................................................... 30- 30 - 附录1....................................................... 31- 30 - 附录2............................................................ 32-第一章绪论当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的进步，给人们带来了根本性的转变。

反馈式稳幅电路是一种非常有用的电路。

反馈是稳幅电路是由四大部分组成，分别是反相比例运算电路，半波精密整流电路，二阶低通滤波器，可变电阻。

反相比例运算电路:如果输入信号从反相输入端引入的运算，便是反相运算。

反相比例运算电路具有反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运算共模抑制比要求低；输出电阻小，带负载能力强；要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差的特点。

半波精密整流电路:选用半波整流电路是因为此电路简单，元件少，单输出电压值流成分小（只有半个波），脉动程度大，整流效率低，仅适用于输出电流小、允许脉动程度大、要求低的场合。

所以这次我们选用半波精密整流电路。

二阶低通滤波器电路:二阶低通滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路，也是高阶滤波器的基本组成单元。

常用二阶有源低通滤波器的电路型式有压控电压源型、无限增益多路反馈型和二次型。

本次设计采用二阶低通滤波器。

场效应管:场效应管可应用于放大；具有很高的输入阻抗适合作阻抗变换；可以用作可变电阻；可以方便的用作恒流源；可以用做电子开关。

我们根据场效应管可用作可变电阻将其等效为可变电阻。

以上为本次设计的理论基础。

第二章电路框图的设计2.1 设计原理框图设计原理框图如图2.1所示，主要包括反比例运算电路、半波精密整流电路、二介低通滤波器电路、场效应管电路四部分电路。

上述四个电路在第一章有详细介绍。

图2.1 设计原理框图2.2 设计分析由设计原理可知直流稳压电源应由几部分组成，而且各个部分相对独立，因此，在进行设计电路的时我们采用各个部分分别设计，独立选择器件，独立测试的方法，最后将这几部分进行组装、调试，达到设计完整直流稳压电源电目的。

第三章 电路原理图的设计3.1 反馈式稳幅电路的组成部分根据设计原理及要求可知反馈式稳幅电路主要四个部分组成，1、反比例运算电路，2、半波精密整流电路，3、二介低通滤波器电路，4、场效应管电路。

3.2 反相比例运算电路的设计图3.2.1 反相比例运算电路输入信号从反相输入端引入的运算，便是反相运算。

如图3.2.1所示反相比例运算电路，输入信号I U 经输入端电阻1R 作用于集成运放的反相输入端，故输出电压O R 与I U 反相。

同相输入端通过电阻3R 接地，3R 为补偿电阻，以保证集成运放输入级差分放大电路的对称性；其值为0=I U （即将输入端接地）时反相输入端总等效电阻，即各支路电阻的并联，因此3R 1R =∥2R 。

电路中通过引入负反馈，故021==U U为“虚地”。

0==N P i i节点1的电流方程为31i i R =3111R U U R U U O I -=- 由于1点为虚地，整理得出I O U R R U 13-=因此闭环电压放大倍数为：13R R U U A I O UO -==上式表明，输出电压与输入电压是比例运算关系，或者说是比例放大的关系。

如1R 和3R 的阻值足够精确，而且运算放大器的开环电压放大倍数很高，就可以认为O U 与I U 间的关系只取决于2R 和1R 的比值，而与运算放大器本身的参数无关。

这就保证了比例运算的精确和稳定性。

式中的负号表示O U 与I U 反相。

图中的3R 是一静态平衡电阻，即在静态时（输入信号I U =0），两个输入端对地的等效电阻要相等，达到平衡状态。

其作用是消除静态基极电流对输入电压的影响。

因此13R R =∥2R 。

从反馈类型来看，在图中，反馈电路输出端引出而接到反相输入端。

设I U 为正，则O U 为负，此时反相输入端的电位高于输出端的电位，输入电流1i 和反馈电流3i 的实际方向即如图中所示，差值电流d i ＝1i －3i ，即3i 消弱了净输入电流（差值电流），故为负反馈。

反馈电流3i 取自输出电压O U ，并与之成反比，故为电压反馈。

反馈信号在输入端是以电流的形式出现的，它与输入信号并联，故为并联反馈。

因此，反相比例运算电路是一个并联电压负反馈电路。