模电课程设计_4.doc

模拟电子技术课程设计 PAGE 1 模拟电子技术课程设计 报告 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 一 报警电路的设计 报警电路在日常生活中起着非常重要的作用，在很多情况下，比如温度、湿度、压力等不正常时，会对我们的生活和工作造成一些影响。这时，我们需要一些设备对我们进行提示，报警电路就是这样一种设备。 1 设计目的 (1)掌握单限比较器的性能和调试方法; (2)学会系统的测量和调试电路的方法。 2 设计指标及工作原理 设计指标： ?当电路处于正常状态时，指示灯为绿灯 ?当电路处于非正常状态时，指示灯为红灯 工作原理： 报警电路原理框图如图1.1所示，电路由放大电路，比较电路组成，由于电压信号较小，因此需要放大电路将信号放大。 将温度，湿度，压力等非电量转换成电压信号，并进行放大，状态比较，发光报警，此时电压的控制相当于电路中滑动变阻器改变阻值时电压的变化。 图1.1 报警电路原理框图 3 单元电路设计 （1） 放大电路 由一个反相比例运算电路和两个集成运放组成，反相比例运算电路如图1.2.1所示。 图1.2.1 输入电压信号Ui通过电阻R1作用于集成运放的反相输入端，故U0与Ui反相。电阻R2跨接在集成运放的输出端和反相输入端，引入电压并联负反馈。同相输入端通过电阻R3，R4，R5接地，R4，R5串联，并与R3并联。其电压放大倍数为: Au= -R7/R1 其余两个运放如图1.2.2所示。 图1.2.2 主要进行对反相比例运算电路放大后的信号再两次放大。 （2）比较电路 比较电路如图1.2.3所示。 图1.2.3 通过放大信号的输出电压和共基放大电路集电极电压比较，从而控制两个发光二极管的光亮。若输出级的电位高于集电极的电位，则红灯报警；若输出级的电位低于集电极的电位，则绿灯发光，表示正常。 4 电路及仿真 通过电路仿真软件Multisim做出仿真电路图如图1.3.1 图1.3.1 将温度、湿度、压力等非电量信号转换成电压信号等效于可调电阻Rw控制的电压，从而进行放大。 通过调节可调电阻，改变红绿灯的光亮如图1.3.2和1.3.3所示。 绿灯红灯 图1.3.2 图1.3.3 5 电路的安装与调试 在面包板上组装报警电路，注意所有的电子元件要全部测试。安装集成电路的方向要保持一致，检查无误后方可接通电源进行调试。在调试时，先要进行单元电路的调试，然后再进行系统联调。经过调试后，要能保证电路的正常使用即可。 二 窗口比较器控制矩形波的发生 1 设计目的 掌握窗口比较器的主要性能和特点； 学会窗口比较器的设计方法； 掌握窗口比较器的调试方法。 培养自己实践的能力,解决问题的能力及现有知识基础上的创新。 通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 2 设计指标及工作原理 设计指标： 输入电压为直流电压，当4～8V（可根据需要调整电压检测范围）时方波发生，否则不发生。 工作原理： 窗口电压检测电路设计原理框图如图2.1.1所示，窗口电压比较器负责对外部的输入电压进行检测，当在检测范围内时，电压比较器给出控制信号控制方波发生器产生方波。 图2.1.1 3 单元电路设计 （1）窗口比较器 窗口电压比较器电路如图2.3.1所示。外加参考电压URHURL,当输入电压UiURH时，VD1导通，Uo=+UOM；当输入电压UiURH时，VD2导通，Uo=-UOM；当URLUiURH时，VD1和VD2均截止，Uo=0.