选频滤波放大电路设计报告

电子技术综合设计

摘要

本设计主要包括四个模块，即可调直流稳压电源、低频信号发生器、二阶低频带通滤波器以及放大器，论述了各模块的方案设计及选择、各元器件的选择、调试过程、测试结果、问题的发现与改善。最后达到用直流稳压电源给各个电路供电，信号发生器可以产生矩形波、三角波、正弦波等波形，然后通过带通滤波器输出的波通过放大电路可放大1000倍以上。

关键词：电源、信号发生器、带通滤波器、放大器

目录

1.可调直流稳压电源设计 (1)

1.1设计任务 (1)

1.2方案选择 (1)

1.3电路参数设计 (2)

1.4电路仿真 (7)

1.5电路指标测试 (7)

2.低频信号发生器设计 (8)

2.1设计任务 (8)

2.2方案选择 (8)

2.3电路参数设计 (9)

2.4电路仿真 (11)

2.5电路指标测试 (11)

3.低频带通滤波器设计 (15)

3.1设计任务 (15)

3.2方案选择 (15)

3.3电路参数设计 (15)

3.4电路仿真 (16)

3.5电路指标测试 (16)

4.低频选频放大器及其测试电路设计 (17)

4.1设计任务 (17)

4.2方案选择 (18)

4.3元件参数 (18)

4.4电路仿真 (18)

4.5电路指标测试 (19)

5.结语 (21)

1.可调直流稳压电源设计

1.1设计任务

设计一个正负可调直流稳压电源，要求：

1、输出电压：±3v~±10v

2、最大输出电流500mA

3、当交流电网电压在220v上下波动10%，环境温度在10o C~40o C范围内时，

均能正常工作。

1.2方案选择

直流稳压电源有以下几种方案

1、由晶体管、变压器等组成的可调直流电源

特点：设计调整灵活，元器件多，故障率高。

2、由三端稳压器、变压器等组成

（C1起滤波作用，但高频特性不是很好，所以接C2使其更加稳定；）

特点：设计调整容易，故障率低，有内部保护，效率低。

3、开关式稳压电源：

220v/50Hz 整流滤波开关稳压用改变脉冲宽度的方法调整输出电压。

特点：体积小，重量轻，效率高，但开关信号易造成电磁干扰，电源噪声大。

比较上述三种方案，考虑到主要用于模拟放大器、信号发生器、滤波器等模拟信号处理电路，要求电源纹波小，噪声小。室内使用，对效率、体积、重量没有严格要求，故选择方案2。

1.3电路参数设计

1、首先选择关键元器件——三端稳压器

根据负载电压（±3v~±10v）与负载电流（0.5A）的要求，

选择LM337和LM317（±1.2v~±37 v ，1.5A ） 以下设计按照输出最大电压10v 进行设计

2、计算V 2和C 1：（V 2`和C 1`与V 2和C 1对称，取相同值）

依稳压电源的工作原理可知，如果V 2太大，则V I 太大，317两端电压大，317功耗大，芯片温升高，容易损坏芯片且浪费电能。反之，如果V 2太小，则317内部调整管管压降太小，不在放大区，失去调整作用。这个值应使317在最不利的条件下能正常工作。而且在能正常稳压的前提下，压降尽可能小，以减小功耗。这里说的最不利条件是指交流电网电压V 1最低和输出电流I o 最大。

由317资料可知，它的正常工作条件是V I －V o >3v (见P.2)，所以V I

>13v

由于C 1的充放电作用，波形如图所示。T 1是充电时间，T 2是放电时间，通常

T 2＞＞T 1， T 2≈T 1 +T 2=10ms

∴dt I C dt I C ms

o ms I ⎰⎰==∆10011001I 11V

为了设计C 1，应计算ΔV I

122Im -∆-=I in V V V

其中 1v 是桥式整流电路中1个二极管的压降（粗略计算）

112100

12Im --

=∴⎰dt I C V V ms

o in

由上述，V Imin =13v

10201

10201

1020

11010

211321

11421

214

1

214

ms

o ms

o ms

o ms o V I dt C V I dt C I dt V C C I dt V ∴=--=-=-=-⎰⎰⎰⎰

考虑最不利条件：

V 2取V 2min =0.9V 2(电网向下波动10%)， I o 取I omax =0.6A （按设计要求0.5A 留10%裕量） 则 C 1=C 1max

311max 22110.6

0.61010100

0.92140.9214C C V V -∴==

⨯⨯=⨯--

由dt I C dt I C ms o ms I ⎰⎰==

∆1001

1001I 11V 可知，C 1越大，ΔV I 越小，V 2也越小，纹波小，变压器匝数少，这是我们所希望的。但是，C 1太大，整流元件瞬时电流

太大，对整流桥与变压器的电流提出了高要求。而且电容容量大体积大，价格贵。所以，C 1 不能太大，也不能太小。

我们设计I Im 113

V 2.6()55in V V ∆≤==

11

0.6

0.6

2.6,2308100260

C F C μ∴≥

≥

=，我们选用 C 1=2200F μ/25V

61210.6

220010100

0.9214C V -=

⨯=⨯-代入

得，V 2=13.1v 留有裕量，设计V 2=14v.

3、设计整流元件 （1）、整流二极管反向耐压

由整流桥工作原理知，每个整流二极管承受的最大反向峰值电压 ）

考虑电网向上波动%10(561.1182222max 2v

V V RM ≈⨯⨯== 为了安全，选整流二极管时反向耐压比上述值至少高50%

选V RM ≥90v, 击穿电压180v 以上