模拟电路课程设计积分微分比例运算电路

物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评疋表

2013 年1 月1U 口模拟电路课程设计报告设计课题：积分、微分、比例运算电路

专业班级：__________________

学生姓名；_______________________

学号：_______________________

指导教师：_______________

设计时间：2012.12-2013.1 ______

积分、微分、比例运算电路

.设计任务与姜求

1. 设计一个叮以同时实现积分、徼分和比例功能的运算电路；

2. 用开关控制也町单独实现积分、微分或比例功能：

3. 用桥式整流电容滤液集成稳压块电路设计电路所需的正负直谎电源（土 12V ）.

二、方案设计与论证

用桥式娄流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直潦电流（±12人 为运篦电路捉供了电源。此电蹄要求设汁同时宝现积分、微分利比例功能的运算 电路。在电路中用开关控制也可实现这个功能.

L 方案一、用丄个论741分别实现积分、微分和比例功能”另外加一个l ：MI 比 例求和运算电路「耍单独实现这功能，所以要再加二个开关分别控制电路的导通， 达到现象赳 不足Z 处見线路欽产生接触电阻，误兼儿述有电路复朵*器件欽成本 高，频率不一，难调节甘

设计框图如下：

图2-1

设计框图

造计原理电路图如F:

JU -AW 10hQ

图2 2 设计凍理电路图

2•方案二*

用一个和四个开关-•起实规这功能，并能单独枳分、微分和比例功能。优点：电路简单。

方案二

三、单元电路设计与参数计算

1・盲流稳压电源电路

直流源的制作由四部分组成：电源变压器.整流电路，滤波电踣及稳压电路。变压器部分通过变压器降压使得进入整流的电床减小：整流道路部分利用二极管的单向亍电件实现交流电流电压的转变*即将正眩波电压转换为单一方向的脉冲电压；滤波部分采用大电容，利用电容的允殷电作用便输出电圧趋于平滑；稳压通过稳压管的稳压作用使输出II流电乐莹木不受电网电斥波动和负载电阻变化的影响口稳用电源的组成框图如图3-1所示「直流稳压电源电路原理图如图3-2所示.

图3-3報流电路原理图

①原理分析；

桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组， 根据变乐器副边电乐的极件分别导通，将变乐器副边电压的正极性端与负载电

zw\

图3-1稳止电源的组成框图

D5

* CS G8 --JTOnF — 220uF

mu

1

in

(1) 整流、滤波电路

其整流电路图如下:

电朋 电压

\ * '60 Hl

Voii

15

11

A

图3-2门流稳压电源电路

丰 470T1F = 220uF

1N40C?

U2 LM7fi12CT

丄諡F

Cl + 口 二 £3mF*220nF

Tr

a

阻的上喘相连，负极性端与负戦电阻的卜端相連•使负戦上始终叮以得到一个单方向的脉动电压。

I

I

I

I

I

I

I

I

D[ DjD、D/D, DjD* Dj of 导通导通异通导通

图3-4

轄流愉出电压的平均値（即負载电阻匕的直流电压¥J叽定义为報流输岀电

压血在一个阖期内的平均值，即Z “

设变压器副边线圈的输出电压为巾■挖眄眇血.幣流一极管是理想的。则很据桥试鞭

流电路的工作波形*隹K的正半ML /二V…且化的期为 P »所以

L式也可用其它方达得到,如用傅里叫级数対图3 4中匕的彼形进行分尉口

可得几■ J2谄—--—cos 2at --—cos4dt- -—cos仙…

式中恒定分量即为负载I社压％的平均fit因此有圧

②整流元件参数：

在选择整流二扱管时，虽耍考虑陶个参数,即最人整流电渝和反向击穿电压。

在桥式議流电路中*二极ni)K D3和D2、1M是两两轮流导通的，所以流经每个二扱管的平购电流为

11 0叫_ 0 4阴

2 I 2 说％

在选择整流管时应保证其最大整流电流IF > ID .

二极管在截止时管子两端承受的璟大反向电压可以从轿式整流电略的工作原理中得岀口在诃在半周时，DK 1)3导通，D氛D4截止。此时D2、D4所质受的最大反向电压均为许的最大1TL

即l PM -

同理，在归的负半周，DK D3也承受到同样大小的反向电压.所以，在选择幕濂管时应収其反向击穿电压丽R > VRM 5

其虑波电路图如下：

图3-5 虑波也跖总理图

电泮滤波电路简单，负载直流电乐VL较高，纹波也较小.它的缺点是綸出特性较肆：.故适用于负蛟电压较高，负绒变幼不大的场合。所以在选抒电客时毘耐大十1. 4V2r

电容越大越好，其级别咸柱T uF以卜，

(2)稳压电路

Q启动电路

②3准电压电路

(明并样比较放大电路和调推电路①保护电路对J申实验的稳压电路F主耍使MJ f集成块：卅系夕山

H前，电子设备中常使用输幽电圧固定的集成稳压器.由于它只有输入、籀出和公

共引出端，故称Z为二端式稳压器。

78XX系列输出为疋电压，输出电流町达1A,如78LXX系列和78MX X系列的输出电流分别为S1A和0- 5九它们的输出电压分别为5队6V\ 9\\ 12V> 15V. 1別和24V等7档。和78XX系列对应的有79X X系列，它输岀为负电压，如79M12表示输出电压为- 12V和输出电流为0. 5Ao

由『本丈验耍产生土⑵ 时恒流源,所以在选择集成块时选卅匹和7912 =

2.功能部分电路

(1)比例运算电路

R3

100kD 20% KeyA

图3-6 比例运算电路

由护“虚断” ,2山皿=0；

由十“虚短”，出二T 0——“虚地

反相输人端说地"・电路的输入电阻为心-用

引入深度电压并联孤反锻，电路的输出电阻为九=0

该实验所设定的比例系数为创，ft] uo^(R5/Rl)ulffi^ R5/Ri=2U s

⑵积分运算电路,