峰值運(yùn)算電路設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) ( 2011 - 2012 年度第 1 學(xué)期) 題 目：峰值運(yùn)算電路設(shè)計(jì) 院 系：機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)周數(shù)： 2周 日期：2011年1月 1 日 目錄一·課程名稱(chēng)······························&

2、#183;···········3二·設(shè)計(jì)目的和要求·································3三·設(shè)計(jì)框圖

3、3;·········································4四·所用器件和原理······&

4、#183;··························5五·理論計(jì)算·····················&

5、#183;····················8六·電路調(diào)試···························&

6、#183;··············9七·參考文獻(xiàn)·································&

7、#183;·······11八·設(shè)計(jì)體會(huì)········································

8、·11一·課程名稱(chēng) 峰值運(yùn)算電路二·設(shè)計(jì)目的和要求 設(shè)計(jì)目的1. 使學(xué)生在學(xué)完了模擬電子技術(shù)課程的基本理論，基本知識(shí)后，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)、拓寬知識(shí)面，系統(tǒng)地進(jìn)行電子電路的工程實(shí)踐訓(xùn)練，鍛煉動(dòng)手能力，培養(yǎng)工程師的基本技能，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2. 熟悉集成電路的引腳安排，掌握各芯片的邏輯功能及使用方法，了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法，了解峰值運(yùn)算電路的組成及工作原理。3. 培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立準(zhǔn)備資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)規(guī)定功能的數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)的能力。 4. 培養(yǎng)書(shū)寫(xiě)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)峰值運(yùn)算電路，使其您呢個(gè)夠?qū)⑤斎胄盘?hào)的峰值顯示出來(lái)。三

9、3;設(shè)計(jì)框圖峰值引入部分峰值顯示輸出峰值檢測(cè)圖3.1四·所用器件及原理 二極管 晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，p-n結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍

10、增過(guò)程，產(chǎn)生大量電子空穴對(duì)，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱(chēng)為二極管的擊穿現(xiàn)象。p-n結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩電壓之分 圖4.1 二極管 運(yùn)算放大器運(yùn)放如圖有兩個(gè)輸入端a（反相輸入端），b(同相輸入端)和一個(gè)輸出端o。也分別被稱(chēng)為倒向輸入端非倒向輸入端和輸出端。當(dāng)電壓U-加在a端和公共端(公共端是電壓為零的點(diǎn)，它相當(dāng)于電路中的參考結(jié)點(diǎn)。)之間，且其實(shí)際方向從a 端高于公共端時(shí)，輸出電壓U實(shí)際方向則自公共端指向o端，即兩者的方向正好相反。當(dāng)輸入電壓U+加在b端和公共端之間，U與U+兩者的實(shí)際方向相對(duì)公共端恰好相同。為了區(qū)別起見(jiàn)，a端和b 端分別用"-"和"+&q

11、uot;號(hào)標(biāo)出，但不要將它們誤認(rèn)為電壓參考方向的正負(fù)極性 圖4.2運(yùn)算放大電路 峰值檢測(cè)電路在AGC（自動(dòng)增益控制）電路和傳感器最值求取電路中廣泛應(yīng)用，自己平時(shí)一般作為程控增益放大器倍數(shù)選擇的判斷依據(jù)。峰值檢測(cè)電路（PKD，Peak Detector）的作用是對(duì)輸入信號(hào)的峰值進(jìn)行提取，產(chǎn)生輸出Vo = Vpeak，為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，電路輸出值會(huì)一直保持，直到一個(gè)新的更大的峰值出現(xiàn)或電路復(fù)位。就是要對(duì)信號(hào)的峰值進(jìn)行采集并保持。其效果如下如（MS畫(huà)圖工具繪制）： 圖4.3 電壓峰值檢測(cè)波形峰值檢測(cè)原理：峰值檢測(cè)的基本原理很簡(jiǎn)單，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的電壓跟隨器，正相輸入信號(hào)，輸出直接接反相，這樣輸出的值

12、就是輸入值。若在輸出與波形檢測(cè)部分并接一電容，當(dāng)波形值增加時(shí)，顯示部分能指示出這一增加過(guò)程，同時(shí)電容也在充電，電容的電壓不斷增加。當(dāng)波形的峰值下降時(shí)，由于電容已充電，這是波形顯示部分顯示的是電容記錄的最大值為了防止電容電壓下降，在電容與電壓跟隨器之間加一二極管。由于二極管的的單向?qū)ㄐ裕O管的電壓不會(huì)“流失”這樣就能保證顯示部分記錄的就是輸入波形的最大值。即“遇增增，遇減不變” 圖 4.4 電壓跟隨器簡(jiǎn)圖五·理論計(jì)算1、 理論計(jì)算過(guò)程較為簡(jiǎn)單，為了使反應(yīng)靈敏一些，電容選擇較小一些，本例中選的是1UF的電容。2、 電阻選擇10m。 六·電路調(diào)試圖4.5 總體電路圖 給電路輸

13、入一個(gè)正弦信號(hào)源，使輸入信號(hào)為2khz，然后可觀察出輸出的峰值信號(hào)。 圖4.6 輸入信號(hào)圖 圖4.7 輸出峰值圖七·參考文獻(xiàn)【1】 高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社，2002 【2】 張一.劉強(qiáng).測(cè)量與控制電路.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2009【3】 何希才.鄒炳強(qiáng).通用電子電路應(yīng)用400例. 北京：電子工業(yè)出版社，2005【4】 daef5ef7ba0d3c3a.html八·設(shè)計(jì)體會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的的了解，學(xué)會(huì)常用繪圖軟件的使用。這次課程設(shè)計(jì)，我收獲良多。在一開(kāi)始的時(shí)候，很擔(dān)心自己不能完成實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫@學(xué)期的數(shù)字電子技術(shù)不是學(xué)得很好，造成信心不是很足。后來(lái)也證明了我是可以獨(dú)立完成