实验内容:一、设计并制作一个能输出+5v电压的直流稳压电源,输入电压为直流9v。
二、利用课程设计(一)制作的电源、电压比较器、电压跟随器设计,驱动三极管,通过可调电阻,控制led灯的点亮和熄灭。
实验要求:(1)设计出+
模电课程设计实验报告。
实验内容:一、设计并制作一个能输出+5v电压的直流稳压电源,输入电压为直流9v。
二、利用课程设计(一)制作的电源、电压比较器、电压跟随器设计,驱动三极管,通过可调电阻,控制led灯的点亮和熄灭。
实验要求:(1)设计出+5v直流稳压电源的电路原理图;
2)在万用板上焊接组装给定的元器件并进行调试,输入电压没有极性之分,输出电压+5v,并点亮电源指示灯(红色);
3)设计一款电压比较器a,参考电压2.5v;
4)设计一款电压跟随器b,跟随电压比较器a的电压;
5)驱动三极管,通过可调电阻,实现对led(绿色)灯的控制;
6)完成课程设计报告的撰写。
实验原理:一、制作稳定电压源。
采用二极管、集成运放、电阻、稳压管、电容、二极管、led发光二极管等元件器件。输入电压为9v的直流电源经桥式整流电路和滤波电路形成稳定的直流电源,稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压;同时,为了扩大输出大电流,集成运放输出端加晶体管,并保持射极输出形式,就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。
整体功能结构如图。
1、单相桥式整流电路。
为了将电压转换为单一方向的电压,通过整流电路实现。查阅资料可知单相整流电路有单相桥式整流电路(全波整流电路)。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,根据变压器次级电压的极性分别导通,将变压器次级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。
单相桥式整流电路,具有输出电压高,变压器利用率高、脉动系数小等优点。所以在电路中采用单相桥式整流电路。
2、滤波电路。
电路图为。整流后的输出电压虽然是单一方向的,但是含有较大的交流成分,会影响电路的正常工作。一般在整流后,还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
所以需通过低通滤波电路,使输出电压平滑。理想情况下,应将交流分量全部滤掉,使输出电压仅为直流电压。在实际电路中,应选择滤波电容的容量满足rlc=(3~5)t/2的条件,为了获得更好的滤波效果,电容容量应选得更大些。
3、稳压电路。
电路采用lm7805为稳压管,使得输出电压为5v的稳定电压;led灯管是电源指示灯,470欧姆的电容是为了报复led灯。
电路图为。lm7805实物图为。
lm7805参考特性为。
综合上述,稳定电源的电路图为。
二、设计一个电压比较器、电压跟随器,并且通过可调电阻控制led灯的点亮和熄灭。
1、电压比较器。
电路图为。电压比较器是集成非线性应用电路,它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较,在二者幅度相等的附近,输出电压将产生跃变,相应输出高电平或低电平。下图为一个简单的电压比较器和他的传输特性曲线。
电压比较器,它有两个输入端:同相输入端(“+端)及反相输入端(“-端),有一个输出端vout(输出电平信号)。另外有电源v+及地(这是个单电源比较器),同相端输入电压va,反相端输入vb。
va和vb的变化如图(b)所示。在时间0~t1时,va>vb;在t1~t2时,vb>va;在t2~t3时,va>vb。在这种情况下,vout的输出如图(c)所示:
va>vb时,vout输出高电平(饱和输出);vb>va时,vout输出低电平。
在本实验中,参考电压为2.5v接反相输入端,参考电压通过两个电阻分压获得;通过滑动变阻器调节通向输入端的电压,以此获得不同的输出电压。
2、电压跟随器。
电路图为。电压跟随器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗,是最常用的阻抗变换和匹配电路。电压跟随器常用作电路的输入缓冲级和输出缓冲级。
作为整个电路的高阻抗输入级,可以减轻对信号源的影响。作为整个电路的低阻抗输出级,可以提高带负载的能力。电压跟随器一般由晶体管或集成运算放大器构成。
本实验所用到的跟随器为集成运算电压跟随器。
集成运放电压跟随器电路如下图所示。它实际上就是rf=0,r1=∞,反馈系数f=l时的同相输入放大器。由于集成运放本身的高增益特性,用集成运放构成的电压跟随器具有极高的输入阻抗,几乎不从信号源汲取电流,同时具有极低的输出阻抗,向负裁输出电流时几乎不在内部引起电压降,可视为电压源。
电压跟随器。
3、控制led灯的亮灭。
电路图为。在直流电源中,通过电压比较器以及电压跟随器来确定三极管2n3904的基极电压、基极电流,从而确定集电极电流。只要集电极不小于5ma,那么led就可以发光。
**实验结果:
心得体会:通过这次设计实验我体会到以下几点。
1 :对自己的动手能力是个很大的锻炼。
2:通过这次专周实验也培养了我们胆大、心细、谨慎的工作作风。
3:我们懂得了ewb软件的运行与操作。
4:最重要的是懂得了串联稳压电源原理,串联型稳压电路是最常用的电子电路之一,它被广泛地应用在各种电子电路中。
本次的课程设计,培养了我们综合应用课本理论解决实际问题的能力;我觉得课程设计对我们的帮助是很大的,它需要我们将学过的理论知识与实际系统地联系起来,加强我们对学过的知识的实际应用能力!在设计的过程中还培养出了我们的团队精神,同学们共同协作,解决了许多个人无法解决的问题;在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。
但是由于水平有限,我们的课程设计难免会有一些错误和误差,还望老师批评指正。总之在这次实验中受益匪浅。
遇到问题以及解决方法:
在这次实验过程中,遇到不少问题,但在独立思考和互相交流的情况下,最终都能顺利完成任务。其中,在初次设计电路图时,元件的摆放和布线造成很多困扰,独立思考了一段时间后终于想到一个比较可行的方案,接着和周围的同学互相交流布线方案,通过交流,发现到自己元件选择和布线上存在的不足,接着通过同学正确的指导与校正成功的完成了任务。从老师布置课题到画图完成大约花了两天的的时间,后面的调试占了大部分的时间。
在这里选用了multisim进行**,虽然multisim不是很难学,但由于自己对multisim还没有熟练的掌握,**过程中还是会有一定的误差。
在实际做成的电路板中,由于元件参数不一定是与**图上面等值的,测量出来的性能指标参数难免会有一定的误差,对元件封装的不了解,也造成了一定的浪费。第一次做成的板子,由于没有注意到lm358的原理图管脚,花费了大量的时间去查询、去对照实物。焊板的时候,图虽然形象的把电路板模拟出来了,但与实物还有有很大的差别的,特别是二极管,电解电容,极性错乱,而且有很多图没有样板。
模电课程设计实验报告分析
实验内容 一 设计并制作一个能输出 5v电压的直流稳压电源,输入电压为直流9v。二 利用课程设计 一 制作的电源 电压比较器 电压跟随器设计,驱动三极管,通过可调电阻,控制led灯的点亮和熄灭。实验要求 1 设计出 5v直流稳压电源的电路原理图 2 在万用板上焊接组装给定的元器件并进行调试,输入电压...
模电课程设计实验报告分析
实验内容 一 设计并制作一个能输出 5v电压的直流稳压电源,输入电压为直流9v。二 利用课程设计 一 制作的电源 电压比较器 电压跟随器设计,驱动三极管,通过可调电阻,控制led灯的点亮和熄灭。实验要求 1 设计出 5v直流稳压电源的电路原理图 2 在万用板上焊接组装给定的元器件并进行调试,输入电压...
模电课程设计实验报告
模拟电子技术 课程设计报告。系别 机电科学与工程系。专业班级。小组成员。学生姓名 指导教师 王枫陈秀宏 2011年12月31日。河北科技师范学院。欧美学院。一 实验名称。二 设计任务及主要技术指标和要求。三 选题的目的和意义论述。四 方案的可行性论证。五 拟选方案的工作原理。六 方案设计依据。七 系...