模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)---測溫電橋放大電路

1、<p><b>　　模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 測溫電橋放大電路</p><p>　　姓 名： </p><p>　　班 級： 自動化 </p&g

2、t;<p>　　學(xué) 號： </p><p>　　時(shí) 間： 2010年12月 </p><p><b>　　測溫電橋放大電路</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　測溫電橋如圖所示。其中電阻R4是

3、負(fù)溫度的熱敏電阻，當(dāng)T=300K時(shí)，R4=10kΩ；當(dāng)T=250K時(shí)，R4=12kΩ。R1=R2=51kΩ,R3=12kΩ，假設(shè)熱敏電阻值與溫度呈線性關(guān)系，電橋電源電壓為10V。</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)放大器，使T=250K時(shí)，輸出電壓為0V；T=300K時(shí)，輸出電壓為5V。[1]</p><p><b>　　二、電路圖</b></p><p

4、><b>　　三、工作原理</b></p><p>　　電源電壓為220V 50Hz的交流電，題目要求電壓源為10V，所以在濾波整流之前電壓應(yīng)該為10V的2倍多一些，所以選擇匝數(shù)比為10的變壓器，通過變壓器降為22V交流電，通過單項(xiàng)橋式整流濾波變成直流電源，再經(jīng)過穩(wěn)壓管穩(wěn)定為10.033V的電壓，由于要求為10V電壓，在穩(wěn)壓管后面串一個(gè)電阻，經(jīng)過計(jì)算和調(diào)試，達(dá)到9.999V，約為10V

5、，相差不大。由于其中電阻R4是負(fù)溫度的熱敏電阻，當(dāng)T=300K時(shí)，R4=10kΩ；當(dāng)T=250K時(shí)，R4=12kΩ。R1=R2=51kΩ,R3=12kΩ，假設(shè)熱敏電阻值與溫度呈線性關(guān)系，電橋電源電壓為10V。測溫電橋兩端壓差為0.2655V，為達(dá)到輸出電壓為5V，需加一個(gè)放大電路，經(jīng)過精密放大電路，電壓放大為5V。</p><p>　　根據(jù)精密放大電路的公式計(jì)算輸出電壓，其中，即電橋兩端壓差。當(dāng)時(shí)，當(dāng)中電流為零，

6、，輸出電壓?？梢?，電路放大差模信號，抑制共模信號。差模放大倍數(shù)數(shù)值越大，共模抑制比越高。當(dāng)輸入信號中含有共模噪聲時(shí)，也將被抑制。[2]根據(jù)電壓的輸出和熱敏電阻的線性關(guān)系可以制成傳感器，通過讀取電壓表顯示的電壓值得出被測物的溫度。</p><p><b>　　四、參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　、測溫電橋的計(jì)算</b></p&g

7、t;<p>　　式中V為電橋電源電壓，V=10V，為電橋輸出電壓，R1 =R2 =51kΩ，R3=12kΩ，R4=10kΩ</p><p><b>　　2、放大電路的計(jì)算</b></p><p>　　如果對于時(shí)，輸出電壓為5V，則有放大倍數(shù)為倍。</p><p><b>　　則對于放大器有</b></p

8、><p>　　所以計(jì)算得，R10與R11大小相等。</p><p><b>　　基準(zhǔn)源電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　基準(zhǔn)源輸出電壓為V=10V，穩(wěn)壓管電壓為10.033V，測得穩(wěn)壓管與負(fù)載電路間電流為0.34mA。</p><p><b>　　降壓電阻</b></p><p&

9、gt;　　供電電壓源為220V 50Hz的交流電源，可直接接到普通家庭電路中。為得到基準(zhǔn)電壓10V電壓源降壓后應(yīng)為10V的2倍即20V左右，故計(jì)算變壓器的匝數(shù)比，選擇匝數(shù)比為10的變壓器比較合適。濾波電橋、電容、電阻經(jīng)過調(diào)試選取合適的參數(shù)值。</p><p><b>　　仿真調(diào)試</b></p><p>　　先加一個(gè)10V直流電源對工作電路部分進(jìn)行調(diào)試，輸出電壓為-5

10、V，測溫電橋和放大電路的連接處接反了，對調(diào)兩導(dǎo)線，電壓輸出為5V，工作電路符合輸出要求。</p><p>　　調(diào)試中遇到的問題基本上都在電壓源部分，得到穩(wěn)定的直流基準(zhǔn)電源電壓10V，選取單相電橋，觀察濾過的波形，選取的不合適，濾過的波形出現(xiàn)交流電，即出現(xiàn)負(fù)半軸電壓，變換電橋，直至出現(xiàn)合適的直流電。若電橋的4號線不接地，電路也無法工作，會燒掉。</p><p>　　然后對所接電容和電阻參數(shù)進(jìn)

11、行調(diào)試。電容值過小時(shí)，充放電太快，電路容易因瞬間電流過大而燒掉，過大充放電又太慢，電壓達(dá)到穩(wěn)定就比較慢，經(jīng)過調(diào)試，選擇F的電容比較適中。</p><p>　　為是基準(zhǔn)電源電壓為10V，調(diào)試電阻的阻值，控制其中一個(gè)，改變另一個(gè)的值，觀察電壓值，最后調(diào)試好的阻值為R12 =125Ω。輸出電壓開始為5.001V，在短時(shí)間內(nèi)電源電壓穩(wěn)定后為5.000V，符合題目要求。</p><p><b&

12、gt;　　數(shù)據(jù)整理</b></p><p>　　交流電壓源：220V 50Hz的交流電壓源</p><p>　　濾波整流電路：變壓器：型號TS_AUDIO_10_TO_1，匝數(shù)比為10</p><p>　　單相電橋：型號3N257</p><p><b>　　濾波電容：C1=F</b></p>

13、<p>　　濾波電阻：R12 =125Ω</p><p>　　穩(wěn)壓管：型號1N4740A，穩(wěn)定電壓10.033V</p><p>　　測溫電橋：電阻：R1 =R2 =51kΩ，R3=12kΩ</p><p>　　可變電阻工作阻值：R4=10kΩ</p><p>　　精密放大電路：R5= R6= R7=10 kΩ，R8= R9 =1k

14、Ω，R10 =R11 =6.2794kΩ</p><p>　　輸出電壓：5.000V</p><p>　　當(dāng)可變電阻R4=12kΩ時(shí)，測得輸出電壓為-9nV≈0V，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　這次模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是第一次進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，有許多地方都不知道該怎么做，在

15、同學(xué)的幫助下掌握了模擬電路的基本方法。可以從課本上找到每一部分的參考電路。測溫電橋是題目要求中給出的，精密放大電路和濾波電路時(shí)參考課本上的，結(jié)合自己平常所學(xué)的知識，連成一個(gè)可運(yùn)行的電路，并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　模擬電路調(diào)試時(shí)最麻煩的一部分，也是最有趣的一部分，對元件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，觀察測得的電壓或電流值是否符合設(shè)計(jì)要求，不斷改進(jìn)，電阻值可以做到細(xì)微的改動。元件的選取也很重要，都是不斷經(jīng)過調(diào)試才可以做到

16、合適。雖然是每人做一份不同的課程設(shè)計(jì)，但遇到問題同學(xué)們之間還是在熱烈的討論，共同研究出結(jié)果，從中學(xué)到很多東西。</p><p>　　模擬電路雖然在軟件中運(yùn)行達(dá)到要求，但在實(shí)際中做出電路卻不一定符合，實(shí)際中遇到的問題會更多，還需要更多的改進(jìn)。如果有機(jī)會能實(shí)際操作把電路做出來是最好了，檢驗(yàn)一下自己設(shè)計(jì)的電路是不是真的符合設(shè)計(jì)要求。電工實(shí)習(xí)也做過了，焊接電路都很熟練，不是問題。</p><p>

17、　　這次課程設(shè)計(jì)主要是學(xué)會了使用模擬電路調(diào)試的Multisim軟件和在有參考電路的情況下進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]夏路易主編，基于EDA的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，北京：電子工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[2]清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，童詩白、華成英主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，第四版，