太原理工大学模拟电子技术设计报告书

模拟电子技术课程设计报告书

信息工程学院

一、 设计题目：

设计一个放大器系统，当电阻值变化土 2%时，放大电路能够产生土 8V 的输 出电压。要求偏差为0时输出为0,偏差为2%时输出为8V,偏差为-2%时输出 为-8V ，误差不超过土 5%。 二、 设计电路：

三、 工作原理及原理图：

以上的工作原理图包括电压电路、 电桥电路、放大电路和电平转移电路。 基准电 压电路为后面的电路提供电压 V+，电桥电路使V+转变为微弱的电压信号 Vol ，放大电 路将微弱的电

压信号放大到 Vo=± 6V ，然后电平转移电路把放大的电压平移到我们所需要的 电压V （ 0〜5V ）。 四、 电路参数的计算：

1、基准源电路设计

基准源输出电压为 V+=7.5V ，稳压管电压为5.6V ，取稳压管的稳定电流为 1.1mA 。

根据基准源电路有

四(1空)空1.34 Vz RJ1 5.6

得到:

Vol (1 RJ2

RJ1 )Vz

4虬 K«y-A

士

R J2 °34

选 RJ2=39kQ ，可得 RJ1=13kQ 。

由于

I F V0

Vz

7 5.6

R,

J F R JF

若取lf=0.95mA ，则有

,“ 7 5.6

1mA —

F

J F

得到 RJF=20kQ 。

电阻R3和R4的计算：

由稳压管开始启动的条件：

R j4

Vs Vz V D

Vz 0.7

R j3 R

J 4

设Vs 、RJ3、R J 4组成的电路向稳压管提供的电流为 0.2mA , 若流过Rj4的电流为0.21mA :贝U 由下式：

I RJ 4 箜也 0.21mA

可得 Rj4=30kQ

因为流过RJ3电阻的电流为0.41mA ，所以

1

RJ3 3 0.41mA 取 Vs=10.81, R J3 得到： 卫g nkQ 0.41

验证 R4 x/

Vs R3 R4

其电路及仿真如下图: 30

11 3010.81 7.91 Vz % Vz Of 6.3V

R1=R2=R3=100k , R5=98k ,

=0.02。则 Vo1=0.0375V 。

电路及仿真如下图：

3、放大电路的设计：

Vo1=0.0375V 时,

则对于放大器有

Vo

RY4

2RY2、

233.3 (1 ) Vo1 RY3 RY1

令 RY3=10kQ, RY4=510kQ ，贝U RY4/RY3=51, RY2/RY1=1.59 若令 RY2=16kQ ，贝U RY1=10kQ . 其电路及仿真如下图：

2、电桥电路的设计: 7.488 V

l —

Vol [

R5(1

)

R5(1

) R1

為]V

(

R1 || R3

(

R1 R5(1

)

)V

(^R3)V

R1 R3

----------------- UV1 >R1

!

^100k0 <

1

4

1 EP

7o

+ 一

帚

Sei... |

肯

■ J

kn w

Itey^A 50，

输出电压为8V ，则有放大倍数为6/0.0375=233.3倍。 R5

MOOkn

4、电平转换电路的设计：

将-8V 〜8V 转换成 0〜45V,则-8m+b=0, 8m+b=5 求得 m=5/16,b=2.5, 取

RY9=30K,RY8=10K,RY11=40K,RY4=10KV2=2.7V.

其电路及仿真如下图

1: 1—

KMM3 1

1 9

1

11

LM32JJ

_LV1 n_ —37J%mViRY1

RY2

VA

1GkO

la

4

RY6 510kfl

RY7 -Wr- 510kn

RY4

~N'N~\ 13 10kO RY5

AA/V

10kO

L M324J

滑动变阻器在100%时的仿真：

RYB 1问

V2 2.7

RT9 -VA 30kfi

RY11 RY10

LM324J

XMM4

HZ il

轉'

7.495 V8.193 ■.'

丄I冋口上］A| |V ta| a|

3口

鼻■

& 加…

r -

*3

Id i—

F Set(T

ii

—2.7 V

滑动变阻器在50%时的仿真:

L

K.IV

-vw-

1叽

D5

1H3S0D

—10J1 V評毗

T o 1

FIJJ

I—-V2

1i*t LIU21J

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冲

IUWM

Q

X

LMS24J

LNI324J

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IITI>U

滑动变阻器在0%时的仿真:

ATA

30kL

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