1、模擬電路課程設計報告設計課題：積分、微分、比例運算電路 專業班級： 電信（本） 學生姓名：XXX 學號：080802070指導教師： 曾祥華 設計時間： 2009.1.13 積分、微分、比例運算電路一、設計任務與要求1設計一個可以同時實現積分、微分和比例功能的運算電路。 ；2用開關控制也可單獨實現積分、微分或比例功能；3用橋式整流電容濾波集成穩壓塊電路設計電路所需的正負直流電源（±12V）。 二、方案設計與論證要能實現積分、微分和比例功能，必須要有比例、積分和微分三個單獨的實現電路組成。方案一原理圖：方案二原理圖：選擇方案二的理由：方案一電路過于繁雜，器件用量多，花費大，焊接量多，而

2、方案二電路克服了上述缺點，故選用方案二。三、單元電路設計與參數計算1、橋式整流電容濾波集成穩壓塊正負直流電源電路 用橋式整流電容濾波集成穩壓塊電路設計電路所需的正負直流電源（±12V）（1）原理：直流源的制作由四部分組成：電源變壓器，整流電路，濾波電路及穩壓電路。變壓器部分通過變壓器降壓使得進入整流的電壓減小；整流道路部分利用二極管的單向導電性實現交流電壓到直流電壓的轉變，即將正弦波電壓轉換為單一方向的脈沖電壓；濾波部分采用大電容，利用電容的充放電作用使輸出電壓趨于平滑；穩壓通過穩壓管的穩壓作用使輸出直流電壓基本不受電網電壓波動和負載電阻變化的影響。其流程圖為：（2）參數設計：直流電

3、源：1）由于要產生±12V的電壓，所以在選擇變壓器時變壓后副邊電壓u2應大于24V，由現有的器材可選變壓后副邊電壓u2為30V的變壓器。2）整流輸出電壓的平均值：。3）設變壓器副邊線圈的輸出電壓為 ，在vi 的正半周，vL = v2 ，所以。4）在選擇整流二極管時，主要考慮兩個參數，即最大整流電流和反向擊穿電壓。每個二極管的平均電流為且    。                 

4、;         5）濾波電路需采用大電容來實現充放電，故選C1=C2=3300UF,C3與C4用于消除自激振蕩，選小電容0.1UF,C5與C6用于消除高頻信號帶來的噪音，令C5=C6=220UF。負載選0.5K的電阻。2、積分、微分和比例運算電路（1）比例運算電路根據“虛地”，有： uN=uP=0根據“虛斷”，有： iP=iN=0 iR=iF=0 (uI-uN)/R=(uN-uO)/Rf uO=-RfuI/R uo=-50uI(R= R=2k, Rf=100k)2.積分運算電路：根據“虛地”，有： uN=uP=

5、0 ic=iR=uI/R uO=-uC uO=-1/CiCdt=-1/RCuIdt uO=-1/RCt1t2uIdt+uO(t1) uO=-1/RCu1(t2-t1)+uO(t1) (R=2k, Rf=1k, R=2k, C=0.22uF) 微分運算電路：根據“虛地”和“虛斷”，有： uN=uP=0uC=uIiR=iC=CduI/dtuO=-iRR=-RCduI/dt(R=100k,R1=2k,R=2FF)四、總原理圖及元器件清單1總原理圖（1） （2）比例、積分和微分運算電路： 2元件清單（1）直流電源元件序號型號主要參數數量備注 C3300Uf ( 2個 Uf (2個)220Uf(2個)

6、1Uf(2個)8二極管4007678xx7812179xx79121變壓器30V1 R1K4發光二極管2兩紅（2）比例、積分和微分運算電路元件序號型號主要參數數量備注R1100K1R22K2R31K2C11C22放大集成塊uA7411穩壓二極管2五、安裝與調試 1、安裝按照總原理圖將元器件正確安裝在電路板上，焊接時應注意布局要合理，分清7812、7819和三極管的管腳，注意不要虛焊。2、調試過程橋式整流電容濾波集成穩壓塊正負直流電源電路的調試過程：電源電路由于元件少，線路簡單，所以應力求保證連線正確。三端穩壓器要檢查三個腳不能接錯。7812系列和7912 1，2腳連線剛好相反，切忌弄錯。濾波電

7、解電容一定要分清正負極性，否則會產生爆炸。一般是正端接高電位，負端接低電位。接通電源后，首先靜態幾分鐘，如無異常，無怪味，方可進入測試。否則應斷開電源，排除故障。電路無故障，測量相應點波形，一般為變壓器輸出大小，整流濾波輸出或穩壓器輸入電壓大小，最后輸出電壓大小。 (2)積分微分比例運算電路的調試過程： 電路夾子比較多，首先要合理布局電路易于快速找出比例、積分和微分電路。在做比例運算電路時，首先調試輸入電壓為60mv，正確連接好電路后觀察輸出電壓看有無放大，然后觀察示波器輸入與輸出波形有無反向。在做積分電路時，正確連接號電路后觀察輸入輸出波形是否對應，在輸入為方波時輸出是否為三角波。在做微分電

8、路時，正確連接好電路后觀察輸入輸出波形是否對應，在輸入為方波時輸出是否為尖頂波。六、性能測試與分析1.橋式整流電容濾波集成穩壓塊正負直流電源電路的測試及分析：測試的數據：變壓器的副邊電壓： U1=+14.4 V,U2=-14.6 V，Uo=29 V濾波后的電壓: U+=+18.9V,U-=-19.6V7812和7912輸入電壓： U+=+19.6V,U-7812和7912輸出電壓： Uo+=+11.8V,Uo-=-12V 數據處理：變壓器副邊： Uo理=30V，相對誤差=(30-29)/30×100 ）/15×100=4）/15×100×15=18V U

9、-理2=-18V Uo1相對誤差=（18-18.9）/18 ×100=5 Uo2）/18 ×100穩壓電壓： 7812 4=|-12|/12*100%=% 7912 5=|-12+12|/12*100%=0%2.比例、積分和微分運算電路：比例運算電路： Au=-49.68 Au理=-50 Au相對誤差=(-49.68+50)/50*100 積分運算電路：VPP1=1.7m7mV,VPP2=0.8*0.1mV=0.08mV微分運算電路：VPP1=1.6m6mV,VPP2=1.0*0.2mV=0.2mV七、結論與心得結論:在比例運算電路中,輸入60mVV，電壓放大倍數，相對誤差

10、在誤差允許范圍之內；在積分運算電路中，輸入為方波時輸出為變形三角波；在微分運算電路中，輸入為方波時輸出為變形三角波。心得：在實驗當中遇到了一些困難，在比例運算電路中開始電路有放大但后來無放大，結果發現uA741壞了，換了一個之后有放大且結果正確；在積分運算電路中輸出波形為變形三角波，本應為三角波，主要是沒有用電位器；在微分運算電路中輸出波形為變形三角波，本應為尖頂波，主要是沒有用電位器。參考文獻1謝自美電子線路設計、實驗、測試 華中理工大學出版社。2畢滿清電子技術試驗與課程設計 機械工業出版社。3. 童詩白、華成英模擬電路技術基礎 第四版 高等教育出版社。4. 華東理工電子學教研室電子技術基礎

11、 高等教育出版社。5. 王遠主編模擬電子技術 機械工程出版社。物理與電子信息學院模擬電路課程設計成績評定表專業：電子信息工程班級：08電信本學號： 姓名： XXX 課題名稱積分、微分、比例運算電路設計任務與要求1設計一個可以同時實現積分、微分和比例功能的運算電路。 ；2用開關控制也可單獨實現積分、微分或比例功能；3用橋式整流電容濾波集成穩壓塊電路設計電路所需的正負直流電源（±12V）。 設計報告成績評分標準：有合理的方案設計和論證、電路參數的計算、總原理圖和清單。（0-20分）電路板制作、調試規范，有詳細制作和調試過程。（0-10分）電路板測試合理，對性能指標測試數據完整，正確；進行數據處理規范，進行了誤差計算