《模拟电子技术a》
课程设计。设计名称电压—电流转换电路
专业班级交控1601
学号 2016001759
姓名乔聪飞。
指导教师韩晓明。
太原理工大学。
课程设计任务书。
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
一。 前言 6
二。 设计要求 6
三使用-5v直流稳压电源作为参考源 6
3.1 参考电路及工作原理。
3.2 参数计算。
3.3 **调试。
3.4 **测试结果与分析。
四用加法电路把-5v~0v调整到0~5v13
4.1 参考电路及工作原理。
4.2 参数计算。
4.3 **调试。
4.4 **测试结果与分析。
五两种电路的比较20
六结束语21
参考文献21
一。 前言。
本课程设计报告将介绍电压电流转换电路与multisim**调试过程。在学习《模拟电子技术基础》课程后，利用multisim环境，设计并实现电压电流转换电路。
二。 设计要求。
本次课程设计，我的选题设计要求如下：
设计一个电压电流转换电路，使输入电压在－5v~0v之间时，流过500ω负载的电流在0~1ma之间，假设运放的电源电压为±10v。
以下给出两种设计电路，并进行比较分析。
3. 使用-5v直流稳压电源作为参考源。
1.参考电路及工作原理。
图1 电压电流转换电路图。
因为要设计一个-5v~0v的电压对应0~1ma的电压电流转换电路，一般的电压电流转换电路是针对0~5v的，所以需要加一个-5v的参考电源。
2. 参数计算。
5v参考电压源如图2所示。
图2 -5v参考电压源电路。
图2中，d1为二极管，管压降；d2为稳压管，稳压管的型号为1n4739a，它的稳压值，正常工作的最小电流、最大电流分别是：、。
电阻r2、r12的计算：
设-5v参考电压源的输出电压vo=-5v，则r2，r12，和vo，的关系如下所示。
可得 取r2=50k，r12=91k
电阻rjf的计算：
令通过的电流为15ma，则。
电阻rj3、rj4的计算：
由电源、电阻、组成的电路保证稳压管正常工作。
令通过的电流，则。
取电源，流过电阻的电流，则。
图3 转换电路。
图3是一种负载接地的实用电压—电流转换电路。a1，a2均引入了负反馈，前者构成同相求和运算电路，后者构成电压跟随器。图中r6=r7=r8=r11=120k，因此。
uo2=up2
uo1=ui+up2+5
r10上的电压ur0=uo1-up2=ui+5
所以： 由要求得，r10取5k
3. **调试。
根据4.3中基准电源电路的设计图以及参数计算，利用multisim软件，搭建**测试平台，并对电源的稳定进行调试与测试。
根据设计要求，在电源输入部分叠加幅值是1v的交流电压。为了基准源电路的输出电压与设计值理想相近，将串联电阻设计为滑动变阻器，方便电路在**过程中的调节。
**测试电路场景如图5所示。
图5 基准源测试电路**测试。
由**结果可知，当r3=46.4时，基准源电路的输出电压v=-4.999v
用示波器观察基准源电路输出电压中的交流成分，结果如图6所示。
图6 基准源电路输出电压中的交流成分。
由图6可知，基准源电路输出电压中有辐值为15.4mv、频率为50hz的正弦电压，约占直流成分的0.14%，电路达到设计要求，基本稳定。
将电路中的直流电源v1去掉，观察基准源电路的输出电压，**电路场景如图7所示。
图7 去掉直流电源v1后的基准源电路。
从图7可以看出，去掉直流电源v1后，基准源电路的输出电压为-4.89 v。与设定值误差为-2.04%，证明了基准源电路的稳定性。
3.2 转换电路调试。
转换电路的-5v电压源先用**系统的电压源代替进行测试，如果符合要求在用第一步设计的-5v稳压电源连接。**测试如图7所示。
图7 转换电路**测试。
可以从图中看出，当外界输入-3v时，输出电流为399.996ua，符合要求的线性关系。
根据图1稳压源系统设计图，将基准源电路、转换电路连接，进行系统整体测试，如图8所示。
1.当外界输入-5v时的**。
图8（1） -5v**结果输出。
当外界输入-5v时，输出电流为-3.271ua
2. 当外界输入-3v时的**。
当外界输入-3v时，输出电流为396.71ua，误差率。
3. 当外界输入0v时的**。
当外界输入为0v时，输出电流为996.703ua，误差率。
4. **测试结果与分析。
利用multisim的“参数扫描”分析，观察电桥电阻r1变化时，对应的电桥电路输出电压。
参数扫描”分析设置步骤如下：
1）点击工具栏中的“**”→“分析”→“参数扫描”，调出“参数扫描”对话框；
2）对“参数扫描”对话框内容进行如下5步设置，如图9所示。
图9（a）设置分析参数图9（b）设置输出。
图9 参数扫描设置。
图9中，设置输入电压从-5v线性变化至0v，根据电路平台的网络标号，参数扫描的“输出”设置为i（r10）。
参数扫描结果输出如图10所示。
图10 输出参数扫描结果输出。
根据3.3中系统整体调试的输出结果，当输入为0v时，此时输出电流为996.703ua，可求得此时的误差为。符合设计要求。
4．用加法电路将-5v~0调整到0~5v
1. 参考电路及工作原理。
图1 电压—电流转换电路原理图。
图1中第（1）部分是基准源，为电路提供5v的直流稳压电源，第（2）部分是电压调整电路，将输入的-5v`0v的电压调整为0~5v的电压，供后续使用，第（3）部分是电压—电流转换部分，将输入电压转换为0`1ma的电流输出。
2. 参数计算。
基准电源电路如图2所示。
图2 基准源电路。
图2中，d2为二极管，管压降；d1为稳压管，稳压管的型号为1n4731a，它的稳压值，正常工作的最大电流是：、。
电阻rj1、rj2的计算：
设基准源电路的输出电压vo=5v，则vo，vz与r1，r2的关系如下所示，可得，取r2=10k，则r1=1.63k。
电阻rjf的计算：
令通过的电流为35ma，则。
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