模擬電路課程設(shè)計報告除法運算電路

1、模擬電路課程設(shè)計報告設(shè)計課題： 除法運算電路 專業(yè)班級： 學生姓名： 學號： 指導教師： 設(shè)計時間： 目 錄第一 設(shè)計任務(wù)與要求3第二 方案設(shè)計與論證3第三 單元電路設(shè)計與參數(shù)計算4第四 總原理圖及元器件清單9第五 安裝與調(diào)試11第六 性能測試與分析12第七 結(jié)論與心得14第八 參考文獻15 題目4：除法運算電路（4）一、設(shè)計任務(wù)與要求1 設(shè)計一個二輸入的除法運算電路。2 用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計電路所需的正負直流電源（12v）。二、方案設(shè)計與論證該課程設(shè)計是做一個二輸入的除法電路，而因此需要利用對數(shù)和指數(shù)運算電路實現(xiàn)或者用模擬乘法器在集成運放反饋通路中的應(yīng)用來實現(xiàn)。在產(chǎn)生正、負電

2、源的實用電路中，多采用全波整流電路，最常用的是單向橋式整流電路，即將四個二極管首尾相連，引出兩根線接變壓器，另外兩個接后面電路，并將橋式整流電路變壓器副邊中點接地，并將二個負載電阻相連接，且連接點接地。電容濾波電路利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。方案一：除法電路的輸出電壓正比于其兩個輸入電壓相除所得的商，所以利用對數(shù)電路、差分比例運算電路和指數(shù)電路，可得除法運算電路的方塊圖：差分比例運算電路ui1lnui1-lnui2lnui1對數(shù)電路 指數(shù)電路lnui2ui2 對數(shù)電路方案二： 利用反函數(shù)型運算電路的基本原理，將模擬乘法器放在集成運放的反饋通路中，便可構(gòu)成除法運算電路。比較：方案一

3、：該方案是利用對數(shù)電路、差分比例運算電路和指數(shù)電路的組合來設(shè)計的，運算放大器ua741要四個，電阻也很多，對焊接有很大的要求，要焊的器件比較多，相對來說比較復雜。方案二：該方案是利用模擬乘法器放在集成運放的反饋通路中的應(yīng)用，ua741只要一個，電阻也很少，焊接起來比較方便。我選擇方案二。三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1.對數(shù)運輸電路（1）電路原理圖由二極管方程知 當 ud ut 時， 或：利用“虛地”原理，可得：用三極管代替二極管可獲得較大的工作范圍。2、差分比例運算電路 （1）電路原理圖電路只有二個輸入，且參數(shù)對稱，則 3、指數(shù)運算電路（1）電路原理圖 當 ui 0 時，根據(jù)集成運放反相輸入端

4、“虛地”及“虛斷”的特點，可得：所以：可見，輸出電壓正比于輸入電壓的指數(shù)。4、橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路 （1）電路原理圖 穩(wěn)壓電路濾波電路單相橋式整流電路c2440nfc3440nfu1lm7812ctlinevregcommonvoltageu2lm7912ctlinevregcommonvoltagec41ufc51ufd11n4007d21n4007d31n4007d41n40078r11k?r21k?c13.3mfc63.3mfled1led218d51n4007d61n4007510t1ts_audio_10_to_1v1220 vrms 50 hz 0 7932064該直流源

5、采用單相橋式整流法進行整流，用電容濾波電路進行濾波，采用穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路進行穩(wěn)壓。原理分析：直流電源的輸入電壓為220v的電網(wǎng)電壓，一般情況下，所需直流電壓的數(shù)值與電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而需要通過電源變壓器降壓后，在對交流電壓進行處理。變壓器副邊電壓有效值決定后面電路的需要。變壓器副邊電壓通過整流電路從交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，即將正弦波電壓轉(zhuǎn)換為單一方向的脈動電壓。為了減小電壓的脈動，需通過低通濾波電路的濾波，使輸出電壓平滑。理想情況下，應(yīng)將交流分量全部濾掉，使濾波電路的輸出機僅為直流電壓。1) 單相橋式整流電路1. u2 0時，電流由+流出，經(jīng)d1、rl、d2流入-。2. u2 0時，電

6、流由-流出，經(jīng)d3、rl、d4流入+。2）電容濾波電路濾波電路輸出電壓波形當負載開路時當rlc（35)t/2時考慮電網(wǎng)電壓波動，電容的耐壓值應(yīng)大于1.1脈動系數(shù) s 約為 10% 20%電容濾波電路利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。3) 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路內(nèi)阻 ro 穩(wěn)壓系數(shù) sr 圖10.5.21正、負輸出穩(wěn)壓電路實際中用的電路圖方案一的總原理圖：均為ua741，均為2n2219四、總原理圖及元器件清單1總原理圖（選擇用的方案） 因為 i1 = i2 ，所以則：參數(shù)計算： 選，則2、仿真電路圖分析：根據(jù)仿真圖知 ， 即 則 即k=0.23元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注（單價）r1、

7、r2、r各1個a1c13300uf25角（舊）c20.1uf2 c3220uf2 5角c40.22uf2二極管1n400761角發(fā)光二極管2 三端穩(wěn)壓管w7812w7912各1個1塊放大集成塊ua74141塊變壓器副邊電壓為30v1五、安裝與調(diào)試1.除法運算電路的安裝（1）按照原理圖正確焊接電路，焊接時各器件布局合理，導線之間無交叉現(xiàn)象，焊點要實，不能虛焊，否則電路處于開路狀態(tài)，將導致實驗不成功。（2）晶體管安裝時各管腳不要接錯。（3）注意集成塊的7號和4號腳要接直流電源，其中7號腳接+12v,4號腳接-12v，其他不要接的腳均要焊上而不能懸空。2.除法運算電路的調(diào)試（1）由于該實驗使用的是小

8、信號直流電源，故在接線時將兩輸入端接在直流小信號區(qū)域。注意三個地要接上。（2）線路接好后，慢慢調(diào)節(jié)輸入信號，用萬用表的直流檔測試輸出電壓u0.（3）若開始不成功，再試幾次，不行的話就要檢查電路是否有問題?？梢园凑找韵虏襟E測試：1）用萬用表檢測輸入電壓ui1和ui2兩處電壓是否在理論范圍內(nèi)。2）用萬用表測量直流電源是否有12v.+12v。3）若上述兩者均正常再測試u01、u02，看兩處是否有電壓，若有再進行下步。4）測u03處的輸出電壓，為零，說明正常。最后歸結(jié)原因是輸入電壓沒調(diào)好的問題。（4）在正確的電路條件下至少測量5次輸入和與之對應(yīng)的輸出。3.直流的安裝（1）各元器件按理論電路圖正確焊接，

9、注意布局緊密，不出現(xiàn)虛焊或漏焊。（2）注意7812和7912管腳的接法4.直流電源的調(diào)試接通電源后，靜置一會待電路穩(wěn)定后沒出現(xiàn)任何故障（如芯片被燒等）再進行測量，若出現(xiàn)類似狀況應(yīng)立即斷開直流電源，檢查問題所在再進行測量。用示波器觀察輸出波形。用萬用表分別測量變壓器原、副邊線圈的輸出電壓，濾波后的輸出電壓，7812，7912的輸入和輸出電壓。六、性能測試與分析1測試（1）除法電路部分測試：接通電源后，將電路板的各管腳接好，、分別接兩個輸入端。由于有兩個變量對觀察帶來不變，在研究的變化趨勢是常常用控制變量法，即、中的一個不變，一個變化引起變化并觀察它的變化趨勢。在該實驗中讓不變，橫為5v，逐級改變

10、的值分別測出并做好筆記。記錄如下： （v）（v）（v）0.55-1 1 5 -1.8 15 5 -2.7 2 5 -3.7 2.5 5 -4.7 3 5 -5.7 3.5 5 -6.7 4 5 -7.7 4.5 5 -8.7 5 5 -9 5.5 5 -9.2 6 5 -9.4（2）直流電源部分測試： 將自己焊好的直流電源電路板插上220v交流電源，觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況判斷直流電源的好壞。接著進行一系列測量：三端穩(wěn)壓管7812、7912的輸出電壓分別為 ； 副邊電壓； 變壓器輸出電壓；2分析與誤差計算 根據(jù)除法電路輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系有 代入數(shù)據(jù)可得 理論值k=0.1 七、結(jié)論與心得

11、通過本次課程設(shè)計的學習與操作，學到了很多實驗操作的方法與技巧，如檢查錯誤的方法、一些變量的測量方法。也鞏固了所學的理論知識，當然也得出了一些總結(jié)與心得。 第一天上午，很期待地帶著調(diào)試好的電路板到了實驗室，接好了各個管腳并插上電源，結(jié)果大失所望，輸出電壓為一個固定值。拿起萬用表檢查發(fā)現(xiàn)反饋電壓很大，與接近。于是出現(xiàn)的問題是反饋電壓過大，形成正反饋，與要求相反，集成塊輸出飽和，電壓固定不變。下午，這個問題卻被輕易解決了，答案是集成塊燒壞了，在新的集成塊的運轉(zhuǎn)下很快有了示數(shù)，下午調(diào)試了電路板。晚上將數(shù)據(jù)整理上交了，整體來說整個實驗是個考驗過程，檢驗?zāi)愕哪托摹⑻幚砟芰σ约靶判?，做事所需要的素質(zhì)。八、參

12、考文獻1現(xiàn)代電子學及應(yīng)用，童詩白、徐振英編，高等教育出版社，1994年2電子技術(shù)課程設(shè)計指導 彭介華編，高等教育出版社，1997年3電子系統(tǒng)設(shè)計，何小艇等編，浙江大學出版社，2000年4集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程，鄭家龍、王小海、章安元編，高教出版社，2002年5新編555集成電路應(yīng)用800例 陳永甫編著 電子工業(yè)出版社 2000年6實用電子電路手冊（模擬電路分冊）編寫組編，高教出版社，1991年7國產(chǎn)集成電路應(yīng)用500例，周仲編，電子工業(yè)出版社，1992年 8新編555集成電路應(yīng)用800例 陳永甫編著 電子工業(yè)出版社 2000年9電子線路設(shè)計實驗測試（第三版） 謝自美主編 華中科技大學出版社 20

13、06年 10. 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）m.第五版.北京：高等教育出版社，2006.414-42411. 稻葉保.振蕩電路的設(shè)計與應(yīng)用m.北京：科學出版社，2004.29-9912. 王立欣，楊春玲.電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計m.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003.98-9913. 何寶祥，朱正偉，劉訓飛，儲開斌.模擬電路及其應(yīng)用m.北京：清華大學出版社，2008.104-195物理與電子信息學院模擬電路課程設(shè)計成績評定表專業(yè)： 班級： 學號： 姓名： 課題名稱設(shè)計任務(wù)與要求1 設(shè)計一個二輸入的除法運算電路。2 用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計電路所需的正負直流電源（12v）。設(shè)計報告成績評分標準：有合理的方案設(shè)計和論證、電路參數(shù)的計算、總原理圖和清單。（0-20分）電路板制作、調(diào)試規(guī)范，有詳細制作和調(diào)試過程。（0-10分）電路板測試合理，對