電壓有效值測(cè)量電路設(shè)計(jì)

1、電壓有效值測(cè)量電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂蟛捎猛ㄓ眠\(yùn)放LM324和建波二極管設(shè)計(jì)一個(gè)峰值半波整流電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦波電壓有效值的測(cè)量。二、技術(shù)指標(biāo)：1、輸入信號(hào)電壓范圍：0100mV。2、上限頻率：5KHz。3、電壓顯示：萬(wàn)用表直流檔。4、電源電壓：±12V范圍內(nèi)可任選。三三、設(shè)計(jì)要求1、熟悉電路的工作原理。2、根據(jù)技術(shù)指標(biāo)通過(guò)分析計(jì)算確定電路形式和元器件參數(shù)。3、畫出電路原理圖。（元器件標(biāo)準(zhǔn)化，電路圖規(guī)范化）。4、計(jì)算機(jī)仿真。四、實(shí)驗(yàn)要求：1、根據(jù)技術(shù)指標(biāo)確定測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試方法和步驟。2、確定實(shí)驗(yàn)所用儀器。3、作出記錄數(shù)據(jù)的表格。4、完成實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)儀器：1、信號(hào)發(fā)生器2、示波器3、

2、萬(wàn)用表4、電壓表5、電壓源6、LM324芯片、面包板、電阻、電容、二極管、導(dǎo)線等六、實(shí)驗(yàn)原理：1、半波整流電路下圖為精密半波整流電路，它屬于反相型運(yùn)放電路。當(dāng)輸入電壓為正極性時(shí)，運(yùn)放輸出為負(fù)極性時(shí)，運(yùn)放輸出Uo1為負(fù)極性，二極管D2導(dǎo)通、D1截止，輸出電壓UO為零。當(dāng)輸入電壓UI為負(fù)極性時(shí)，Uo1為正極性，此時(shí)D1導(dǎo)通、D2截止，電路處于反相比例運(yùn)算狀態(tài)，輸出電壓UO=-UIRf/Ri半波整流電路波形圖2、電容濾波電路交流電經(jīng)過(guò)整流后得到的是脈動(dòng)直流，濾波電路可以大大降低這種交流波紋成分，讓整流后的波形變得比較平滑。電容濾波電路濾波后波形圖仿真實(shí)驗(yàn)原理電路圖仿真直流電壓表示數(shù)七、計(jì)算元器件參數(shù)

3、：通過(guò)整流濾波電路得到電壓的峰峰值等于倍電壓有效值，通過(guò)放大器計(jì)算公式：UO=-UIRf/Ri可知，Rf/Ri應(yīng)取/2,在仿真中Rf取為1.414k，Ri取2 k。八、實(shí)驗(yàn)步驟：1、在面包板上按電路圖將電路連接起來(lái)，由于缺少合適的元器件，所以Rf在實(shí)際中用用一滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)出1.414 k電阻代替。2、將電壓表直接與信號(hào)發(fā)生器連接，萬(wàn)用表直流檔接輸出電壓，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器不同頻率和電壓值觀察萬(wàn)用表示數(shù)是否與電壓表示數(shù)對(duì)應(yīng)，記錄數(shù)據(jù)。3、放大器接電源時(shí)11號(hào)管腳接負(fù)極，4管腳接電壓源正極，3管腳接地，1管腳接輸出，2管腳接輸入。LM324芯片管腳圖九、實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)表格：當(dāng)信號(hào)發(fā)生器頻率為500Hz

4、時(shí)，交流電壓表示數(shù)(mV)102030405060708090100萬(wàn)用表直流檔示數(shù)(mV)10.219.930.140.449.659.369.278.988.698.3當(dāng)信號(hào)發(fā)生器頻率為1000Hz時(shí)，交流電壓表示數(shù)(mV)102003405060708090100萬(wàn)用表直流檔示數(shù)(mV)9.819.729.939.348.958.969.378.689.398.7當(dāng)信號(hào)發(fā)生器頻率為5000Hz時(shí)，交流電壓表示數(shù)(mV)102030405060708090100萬(wàn)用表直流檔示數(shù)(mV)8.918.529.238.448.959.067.978.388.197.7十、誤差分析：由于不能得準(zhǔn)確的電阻，Rf阻值與仿真值不同導(dǎo)致測(cè)量值與實(shí)際值不是很一致，元器件自身誤差與外部環(huán)境的影響也造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤差。濾波電路不能使波形完全平滑，導(dǎo)致示數(shù)