1、模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)院：現(xiàn)代科技學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化班級：08-01姓名：段家駿指導(dǎo)老師：韓曉明目 錄1課程設(shè)的目的 12課程設(shè)計(jì)的要求13課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容14元件清單65心得體會(huì)76參考書目71.課程設(shè)計(jì)目的 （1）選用各類電子元件完成傳感器測量系統(tǒng)的放大電路的設(shè)計(jì)，掌握各元件的使用方法； （2）理解集成電路的原理，利用multisim軟件完成設(shè)計(jì)電路的模擬和參數(shù)的調(diào)試。2.課程設(shè)計(jì)題目描述和要求設(shè)計(jì)一個(gè)放大器系統(tǒng)，當(dāng)電阻值變化2%時(shí)，放大電路能夠產(chǎn)生5v的輸出電壓。要求偏差為0時(shí)輸出為0，偏差為2%時(shí)輸出為5v，偏差為-2%時(shí)輸出為-5v，誤差不超過5%。3.課

2、程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容 1.分析題目要求題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)放大系統(tǒng)，因?yàn)槭欠糯笙到y(tǒng)所以要有一個(gè)放大電路部分；又因?yàn)橐箅娮杵顬?時(shí)輸出為0，偏差為2%時(shí)輸出為5v，偏差為-2%時(shí)輸出為-5v，所以應(yīng)有一個(gè)電橋部分；因?yàn)殡姌虻妮斎腚妷簯?yīng)為以穩(wěn)定直流電壓，所以還應(yīng)有一個(gè)直流穩(wěn)壓電源部分。因此電路系統(tǒng)應(yīng)包括以上三個(gè)部分，即：（1）基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源部分；（2）電橋電路部分；（3）放大電路部分。由此查找參考電路如下圖所示 第1頁2.工作原理及元件參數(shù)計(jì)算 （1）基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源部分基準(zhǔn)源輸出電壓取v+=7v，選取的穩(wěn)壓管型號為bzv55-c5v6，其電壓為5.6v，穩(wěn)定電流為515ma根據(jù)基準(zhǔn)源電路有 得到：選rj2=

3、14k，可得rj1=56k。 由于 因?yàn)橐ＷC電源為零時(shí)穩(wěn)壓管也在工作，即if應(yīng)大于5ma而小于15ma。因此取if=10ma，則 得到rjf=0.14k。電阻r3和r4的計(jì)算：由穩(wěn)壓管開始啟動(dòng)的條件： 式中0.7為開關(guān)二極管的開門電壓 因?yàn)榉€(wěn)壓管的工作區(qū)為515ma，if=10ma，所以從vs、r3、r4組成的電路流穩(wěn)壓管的電流應(yīng)在05ma之間。因此設(shè)vs、r3、r4組成的電路向穩(wěn)壓管提供的電流為5ma，若流過r4的電流也為5ma：則由下式： 第2頁可得rj4=1.26k 因?yàn)榱鬟^rj3電阻的電流為10ma，所以 取vs=10，得到： 驗(yàn)證這是一個(gè)啟動(dòng)電路，當(dāng)啟動(dòng)后，就不用關(guān)注了。 （2）電

4、橋部分 電橋中一般有三個(gè)電阻相同，而另一個(gè)略有不同，由此產(chǎn)生電勢差。從而達(dá)到提供電壓的目的。式中v是電橋的基準(zhǔn)電壓。由于vo1與電壓v成正比，因此v應(yīng)該由基準(zhǔn)電壓源電路提供。其中v=7v，電橋的r1=r2=200k。 （3）放大電路部分如果對于vo1=0.035v時(shí)，輸出電壓為5v，則有放大倍數(shù)為5/0.035=142.86倍。則對于放大器有 一般希望ry4/ry3和ry2/ry1 有相同的數(shù)量級。令ry3=10k，ry4=82k，則ry4/ry3=8.2，ry2/ry1=8.21 若令ry2=160k，則ry1=19.49k 第3頁 3.應(yīng)用multisim調(diào)試參數(shù) （1）基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源部分在

5、multisim軟件中按設(shè)計(jì)電路連接電路，將參數(shù)按估算值輸入，然后進(jìn)行仿真，并對個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使輸出達(dá)到需求的值。上圖為調(diào)試結(jié)果，其中調(diào)試后各個(gè)參數(shù)分別為 電阻：ry1=57.4kom ry2=14kom ry3=0.37kom ry4=1.26kom rjf=0.15kom 輸入電壓vcc=10v 輸出電壓v+ =7.000v 調(diào)試時(shí)要注意穩(wěn)壓二極管的各項(xiàng)參數(shù)，要使二極管始終處在工作區(qū)域內(nèi)，即使通過穩(wěn)壓二極管的電流在515ma的范圍內(nèi)。（2）電橋部分在multisim軟件中按設(shè)計(jì)電路連接電路，將參數(shù)按估算值輸入，然后進(jìn)行仿真。在該環(huán)節(jié)仿真時(shí)，出現(xiàn)的問題：電壓表顯示為0.027原因：電壓表的

6、內(nèi)阻數(shù)量級太小解決辦法：將其內(nèi)阻單位調(diào)大，即將其數(shù)量級調(diào)大結(jié)果：電壓表顯示為0.035，與計(jì)算的數(shù)值相同。 第4頁 （3）放大電路部分在multisim軟件中按設(shè)計(jì)電路連接電路，將參數(shù)按估算值輸入，然后進(jìn)行仿真，并對個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使輸出達(dá)到需求的值。調(diào)試結(jié)果如上圖ry2=160kom ry3=10kom ry4=82kom 與估算值相同.ry1=19.275kom該電阻本應(yīng)為一個(gè)固定電阻串聯(lián)一個(gè)可變電阻，在這里為方便直接用一個(gè)可以調(diào)值的固定的電阻代替進(jìn)行仿真。 最后將三個(gè)部分連接起來進(jìn)行最后調(diào)試。輸出結(jié)果為5.000v符合題目要求。4. 數(shù)據(jù)整理調(diào)試完成后個(gè)參數(shù)值為：第5頁電阻ry1=57.

7、4kom ry2=14kom ry3=0.37kom ry4=1.26kom rjf=0.15kom r1=r2=200kom r3=204kom ry2=160kom ry3=10kom ry4=82kom ry1=19.275kom電壓 v+=7.000v vo1=0.035v vo=5.000v5. 誤差分析在模擬軟件中調(diào)試的數(shù)據(jù)與計(jì)算的數(shù)據(jù)之間存在誤差。產(chǎn)生誤差的原因有以下幾點(diǎn)：1.測量儀器存在內(nèi)阻；2.各種電器元件（如三極管）是按照實(shí)際元件仿真的因此存在誤差；3.在計(jì)算時(shí)部分公式經(jīng)過簡化后精度降低；4.計(jì)算時(shí)的數(shù)據(jù)值精度較低，經(jīng)多次運(yùn)算后誤差放大。6. 總結(jié)在仿真過程中經(jīng)常遇到測量值

8、與預(yù)測值相差很大的情況，原因可能是因?yàn)榫€路中有虛接的地方，檢查方法是移動(dòng)相關(guān)元件，看電路連線是否跟著變化，若變了就說明接好了，反之就是虛接了。在仿真實(shí)驗(yàn)中還要注意各個(gè)元件的相關(guān)參數(shù)，如本實(shí)驗(yàn)中的二極管1n4449的開門電壓為0.7v，穩(wěn)壓二極管的工作電流為5-15ma，電壓為5.6v。在分析電路，計(jì)算參數(shù)要用到。還有要注意的就是各種元器件的正負(fù)極不要接反，不要把接地的部分忘了。4元件清單 第6頁5. 心得體會(huì) 通過對本科目的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)，使我了解和不同種類電子元件在電路中的不同應(yīng)用，知道在現(xiàn)實(shí)生活中很多地方都用到了放大電路，我們的娛樂、生活中都少不了對這一電路的應(yīng)用。模擬電子技術(shù)課程是一門技術(shù)、工藝、應(yīng)用性都很強(qiáng)的學(xué)科。在設(shè)計(jì)中我我們要考慮很多，怎樣能夠使所設(shè)計(jì)的電路能夠發(fā)揮出想要達(dá)到的目的。而我們要為這一目標(biāo)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Υ龥]一條線路，每個(gè)元器件的功能。通