滞回比较器课程设计报告

模拟电路课程设计报告设计课题：滞回比较电路

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滞回比较器电路设计

一、设计任务和要求

1、设计一个检测被测信号的电路；被测信号在2V-5V内输出不变；小于2V 输出低电平，大于5V输出高电平。

2、高电平为+3V，低电平为-3V；

3、参考电压UREF自行设计；

4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

二、方案设计与论证

电压比较器是对输入信号进行鉴幅与比较的电路。其基本功能是对两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出高电平或低电平电压，据此来判断输入信号的大小和极性。输出电平在最大输出电压的正极限值和负极线值之间摆动。此次课程设计要求做一个输入小于2V时输出-3V，输入大于5V时输出3V，输入2V-5V时输出不变得滞回比较器电路。总体思路如下：

1．方案设计

方案一：被测信号从同相输入端输入，输出端用稳压管稳压，参考电压用电位器分压取得通过电压跟随器与反相输入端相连。运用滞回比较器基本原理实现要求的功能。方案一原理图如图2-1所示

图2-1 方案一原理图

方案二，被测信号从反相输入端输入，输出端用稳压管稳压，再接一个反相比例运算电路，使其比例系数为-1。参考电压由电位器分压获得，通过电压跟随器与同相输入端相连。运用滞回比较器基本原理实现要求的功能。

方案二原理图如图2-2所示

U1

UA741CD

3

2

4

7

6

5

1

U2

UA741CD

3

2

4

7

6

5

1

R1

20kΩ

R2

20kΩ

R3

5.6kΩ

R5

10kΩ

VCC

12V VCC

12V

VEE

-12V VEE

-12V

VDD

7V

D1

1N4730A

D2

1N4730A

R4

20kΩ

R6

20kΩ

R7

10kΩ

Ui

Uz

图2-2 方案二原理图

2.方案论证

方案一：电路相对简单，焊接比较简单，所需元器件较少且容易获得。

方案二：电路结构相对复杂，焊接比较繁琐，需要的元器件相对较多。

我的选择：方案一。

理由：所用元件较少，焊接比较简单，价格较便宜，性能也不相上下。故较方案二要好一些。

三、单元电路设计与参数计算

1．滞回比较电路--方案一

因V

U Z3

=3

2

2R

R=得

V

U REF

3

7

=

令

则

K

R

R

R

R

R

3

10

3

2

3

2

1=

+

⨯

=

因此，当输入信号在2V-5V内输出不变；当小于2V时输出低电平-3V，

大于5V时输出高电平+3V。

其中，R1可用10K电位器取得，参考电压设计电路如图3-1所示

U1

LM317

Vout

A DJ

Vin

C1

0.1µF C2

1µF

R2

10kΩ

Key=A

15%

R1

1kΩ

+

-

Ui

+

-

Uo

图3-1 参考电压设定电路

由LM317相关原理可知:

因UREF=，则R1=1513R2。故可取R1=1K，R2为10K的位器。又由于参考电压与电源所提供的电压相差比较大，为了保护可调稳压器，可在可调稳压器前串联一个2K 的电阻。

2.直流稳压电源

桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。其组成框图如图3-2（a）所示，直流电源电路图如图3-2（b）所示

+ 电源 + 整流 + 滤波 + 稳压

u

1

u

2

u

3 I

u U

0 _ 变压器 _ 电路 _ 电路 _ 电路图

3-2（a）稳压电源的组成框图

图3-2（b ） 直流电源电路图

原理分析 （1）电源变压器

由于要产生±12V 的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压应大于24V,由现有的器材可选变压后副边电压为30V 的变压器。 （2）整流电路

整流电路图如图3-2(2)所示

图3-2(2) 整流电路图

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，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。桥式整流电路的波形图如图a 所示

U1LM7812CT

LINE

VREG

COMMON

VOLTAGE

U2LM7912CT

LINE

VREG

COMMON VOLTAGE T1

THREE_PHASE_XFORMER

D1

1N4007GP

D2

1N4007GP

D3

1N4007GP

D41N4007GP C13300µF C23300µF C30.1µF C40.1µF

C5

220µF

C6

220µF

C70.33µF C8

0.33µF

R1

1.0kΩ

R2

1.0kΩ

LED1

LED2

V1220 Vrms 50 Hz 0°

D5D61N4007GP