1、電子線路仿真課程設計報告DESIGN REPORT ON SIMULATION OFELECTRONIC CIRCUIT題 目數控直流穩壓電源學科部、系：信息學科咅B專業班級：071電子信息工程學 號：學生姓名：指導教師：起訖日期：2009-12-24第一部分設計任務1.1 設計題目及要求設計一個有一定輸出電壓調節范圍和功能的數控直流穩壓電源。假定+5V和+15V電源給設計要求：(1 )輸出直流電壓調節范圍515V,紋波小于10 mV;(2) 輸出電流為 500mA(3) 穩壓系數小于0.2 ;(4) 由“ +”、“- ”兩鍵分別控制輸出電壓的步進增減，步進值為1V,輸出電壓值用LED 數碼管

2、顯示。第二部分設計方案2.1 總體設計方案說明根據設計任務要求，數控直流穩壓電源的工作原理框圖如圖 1所示。主要包括 三大部分：數字控制部分，D/A變換器及可調穩壓電源。數字控制部分用 +,-按鍵 控制一可逆二進制計數器,二進制計數器的輸出輸入到 D/A變換器，經D/A變換 器轉化為相應的電壓。此電壓經過相應的放大后去控制電源的輸出， 使穩壓器輸 出的電壓為1V的步進增加。2.2模塊結構與方框圖UiUoSpace：:NAND2:22UiQ=Space冊02KeylOkLK BLUE.:3.1.2工作原理和功能說明:呂:QFM :/£匸二 _A B G 0«胃 "I

3、gc - B -rr-EK7cru .> DOWS'- » ! -* 1NAND2'因為要求是輸出5-15V的電壓，只十一個電壓值，而計數器 74193是一個 16進制的可逆計數器。我們只要用從 0計數到10的幾個狀態，這可以通過反饋 的方法實現。當74193輸出0時，最后輸出為5V。不能再減小了。所以通過一 個四輸入的或門輸入到與非門 U10使減“-”失效，計數器不能減計數，只能加。 當加到6時或門反饋的數為1,通過U10后計數器就可以減計數了。同理，當輸 出15V時，74193輸出為10,電壓不能再加了。通過反饋輸出一個 0使加計數失 效，電壓停在15V。此

4、時電壓只能減，只有按“-”的按鍵減小電壓。3.2 D/A轉換模塊模塊電路及參數計算:RIO：20kL - 8M-: R2C- £了：R12：:AAA.ltlk!LI1B03.2.2工作原理和功能說明這一模塊是最主要的一個模塊，左下方從左到右依次接 74193輸出端的Q1Q2Q3Q4俞入端依次接入的是00001010，這個電路的作用就是把這些數字信號轉換成模擬信號。根據公式UO1=-Rf (UH/R16*D0+UH/R15*D1+UH/R19*D2+UH/R20*D3其中R16=2R15=4R19=8R20根據二進制轉十進制的計算公式可知， 只要調節Rf到一定的值， 就可已得到想要的模

5、擬信號電壓的大小。其實這是一個簡單的求和電路， 在模電書上可以找到。加后面一個放大器原因是數字信號經過第一個放大器后會反向，而我們要的是正向點壓。3.3 穩壓調節模塊工作原理和功能說明首先使用的整流電路結構為橋式電路，濾波選用電容濾波。然后經過穩壓模塊UP =R4/(R4+R3)UN UN =U0-5R2/(R1+R2)得到 U 0 =UNR4/(R4+R3)+R2/(R1+R2)5 令 R1=R3=0,R2=R4=1000歐 可以得到U0=UN+5因此R3的左端輸入電壓為 010電壓即可。之所以用7805穩壓模塊是因為使其輸出電流，穩壓系數，輸出電阻，紋波都能夠滿足設計要求。3.4 數顯模塊

6、.1 - 丄 需- ftl-常1的-rm 掃DOT - 1 |二DCD HDC BLUEDCD HEX BL4JlJsec(T - g 342工作原理和功能說明此部分用了兩個10進制可逆計數器，用來顯示從5-15V的電壓變化，當接 電后低位計數器先置數5,然后開關J3接到高電平，進入計數狀態，當計數到10 時，進位信號CO為1,用此信號來觸發高位計數器的加計數端，用借位信號 EO 觸發減計數端。3.5 電源模塊電源部分為電路提供 20V、15V、-15V、5V的電壓。使用的整流電路結構為橋式電路，濾波 選用電容濾波，再經過穩壓模塊穩壓輸出。°101 U1ILM731&C7C3

7、 伽FC4 伽FU2LNI791&CTU3LhlTSDSCT+ C9±：1(10rjF104第四部分整體電路4.1 整體電路圖匚PMKJ 二MOta-IjK;zzzH"asm4.2 元件清單按鈕開關 J1、J2 電阻若干 可調電阻 與非門 U3、 U9、U10 或門 U12 可逆計數器 U2 74LS193N、U7 74LS192N、U8 74LS192N 運算放大器 U1 LM324N數碼管 U5 U8穩壓器 U4 LM7805CT LM7815CT LM7915CT 變壓器 整流二極管 電容若干第五部分 電路仿真結果5.1 電路仿真調試調試步驟及測量數據(1)

8、輔助電源的安裝調制 在安裝元件之前， 尤其要注意電容元件的極性， 注意三端穩壓器的各端子的功能 及電路連接。檢查正確無誤后加入交流電源，測量各輸出端直流電壓值。(2) 加入5V電源，用萬用表測量計數器輸出端子，分別按動“+” “- ”鍵，觀察計數器的狀態變化。( 3) D/A 變換器電路調試將計數器的輸出端分別接到變換器，當輸入為0000 時，調節滑動變阻器，使輸出為 0。當輸入為 1010 時，使輸出為 10v。( 4)連接好電路，測試輸出電壓的值，直至滿足要求為止。5.1.2 故障分析及處理5.2 整體性能指標測量(附數據、波形等) 第六部分 設計總結(心得體會) 設計電路時應當一部分一部分的做， 只有把這一部分做好了才去做其它的電路， 不能一次性 全做完再去檢測，這樣的話，如果結果錯了， 很難找出錯在哪里， 只能又回頭把電路拆分開 分析。設計電路時也要考慮器件， 有的器件沒有就不能用， 就需要用其它相似的器件來替代， 電路設計時就會有很大的不同。 在實際電路中， 由于器件的性能不同， 結果常常和想象的不 同，理論上可行的方案， 在現實中卻不行。 一個好的設計不可能一次就完成， 要不斷的調試， 不斷的改進，才能做好。第七部分 參考文獻1 梁