电压峰值检测课程设计.docVIP

软件介绍 Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。? 工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。?? multisim 10概述：（1）通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路（2）通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为（3）借助高级电路分析, 理解基本设计特征（4）通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试（5）通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间 NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。 2.设计内容 图1 设计方框图 （1）根据本次课设题目在网上寻找相关资料，并找到相关的原理图，适当改变原理图中元件的相关参数。 （2）购买原理图中的相关元件进行识别和测试。包括各类芯片、数码管、电阻、电容、二极管、自锁开关的数值、质量、电器性能的准确判断，尤其注意数码管选择的是共阳，电容器尽量选择聚丙烯电容。上网了解电压峰值检测原理和NE5534P功能和相关资料，电压放大器资料，电压显示芯片7107相关的功能和资料； （3）根据原理图在万用板上布线，焊接电路，完成调试工作（重点是电路噪音要小，不然会湮没被检测的电压信号。有可能存在电路不能正常工作的检测）。 （4）用protues和Multisim绘制本次实验用的原理图，设计内容方框图，编写此次的设计实验报告书，相关的心得体会。 3.理论分析 3.1放大电路 由于检测的是0-10mV的电压幅值，而要求数码管显示的为0-1999，那么就必须将电压放大到200倍，然后进行峰值检测。而根据7107显示电路的设计，在电压幅值为200mV时候显示出即为1999，那么放大电路的放大倍数设置为20倍，反馈电阻取为1K，那么选择滑动变阻器为50K可调，方便调整电路的放大倍数。 图2 放大电路 3.2电压峰值检测电路 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）： 图3 电压峰值检测波形 根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图： 方案一 ?图4 峰值检测1 这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件Multisim进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号1kHz,2Vpp）时输出结果波形仿真图： 图5 仿真图1 我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。而且对于小于1 Vpp的电压信号基本上检测不出波形。上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降，因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管。 因此，我们需要在电路中加入防止负饱和的措施，也就是说，我们输入部分的处理环节要能够尽量跟随输入信号的电压，并提供一个尽可能理想的二极管，同时能够提供有效的输入缓冲。这里我们用的是一个电压跟随器，它的特点是输出电压等于输入电压，但是由于运放的放大倍数很大，一个小电压可以放大到一定的倍数，这样就克服了小电压不能是二极管导通的问题。