xxxxxxx 学院

模拟电子课程设计(综合实验)

班 级：姓 名：学 号：指导教师：设计时间：

电子信息工程xxxx

x x 1207050227

2014年xx

xxxxx 学院 二〇一四年

一、 实验目的

通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会：

1. 选择变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源 ; 2. 掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法 ;

3. 了解RC 桥式正弦波振荡器的工作原理并学习RC 桥式正弦波振荡器的设计以实现掌握

RC 桥式正弦波的调试方法。

二、设计任务

1. 集成稳压电源的主要技术指标 输出电压为±12V;

输出纹波电压小于5mV ，输出内阻小于0.1Ω

加输出保护电路，最大电流不超过2 A 2.RC 桥式正弦振荡器的主要指标

输出频率范围(100 kHz～10 kHz)

三、实验原理与方案选择

1、实验整体电路仿真图：

2、稳压电源的组成原理

直流稳压电源一般有电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图和波形变换如下：

(1) 电源变压器：将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。 (2) 整流电路：一般由具有单向导电性的二极管构成，经常采用单相半波、单

相全波和单相桥式整流电路。应用最为广泛的是桥式整流电路，4个二极管轮流导通，无论正半周还是负半周，流过负载的电流方向是一致的，形成全波整流，将变压器输出的交流电压变成了脉动的直流电压。

输出波形：

(3) 滤波电路：加入电容滤波电路后，由于电容是储能元件，利用其充放电特

性，使输出波形平滑，减小直流电中的脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波效果更好，可选用大电容的电容为滤波电容。因为电容的放电时间常数越大，放电过程越慢，脉动成分越少，同时使得电压更高。

输出波形：

(4) 稳压电路：稳定输出电压。稳压电路种类很多，包括稳压管，串联稳压，集成稳压器等。该实验中我们选用的是三端式固定输出稳压器W78XX ，W79XX 固定三端集成稳压器。典型电路图如下：

3、RC 桥式正弦振荡器的工作原理 RC 桥式正弦振荡器仿真图如下：

RC 振荡器的典型电路：

RC 桥式正弦振荡器又称文氏电桥振荡器，是采用RC 串并联选频网络的一种正弦波振荡器。它具有较好的正弦波形且频率调节范围广，广泛应用于产生1 MHz以下的正弦波信号，且振荡幅和频率较稳定。

上图电路有两部分组成，即左半部分的选频网络和右半部分的放大电路。放大电路为由集成运放所组成的电压串联负反馈，而选频网络则由正反馈网络组成。由于放大器采用集成运放并引入电压串联负反馈，其输入，输出阻抗对正反馈网络的影响可以忽略。

(1) RC 串并联正反馈网络的选频特性：

一般取两电阻值和两电容值分别相等。由分压关系可得正反馈 网络的反馈系数表达式：

则

幅频和相频图如下：

，

(2)元件参数的计算：

①确定R 、C 值

由于f0=1/2πRC=10 kHz,为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的

输入电阻Ri 和输出电阻Ro 的影响，应使R 满足下列关系式：Ri>>R>>Ro，一般Ri 约为几百千欧以上，Ro 仅为几百欧以上。故确定R=0.68kΩ，则C=0.022uF。 ②确定R1、Rf

RC 选频网络对于中心频率f0的放大倍数为F=1/3，而回路起振条件为|AF|>=1。 故

放大电路的电压放大倍数A=(R1+Rf)/R1>=3，即Rf/R1>=2，取Rf/R1=2。即：R=R1//Rf=0.68K Ω，得R1=(3.1/2.1)*R=1 kΩ,Rf=2.1R1=2.1kΩ。 (3)振荡频率和起振条件

电路在fo 时满足φF+φA=0,而对其他任何频率，则不满足振荡的相位平衡条件所以电路的振荡频率为fo=1/2πRC 。

已知当f=fo时，|F|=1/3,为了满足振荡的幅度平衡条件，必须使|AF|>=1，由此可以求得振荡电路的起振条件为|A|>3。

四、使用材料

整流二极管6个；

点解电容470 uF 2个，104瓷片电容 2个，223瓷片电容 2个； 稳压芯片W78xx 1个，W79xx 1个；

680Ω电阻2个，1 kΩ电阻1个。2.1 kΩ电阻1个； 集成运放芯片LM324 1个；

剥线钳1个，烙铁1个，万用板1块； 导线，焊锡若干

五、数据测试

变压器输出：39 V 整流电压输出：51.8 V

滤波电压输出：26.3 V,-26.4 V 稳压管输出：11.9 V,-12.1 V 纹波电压： 4 mV 正弦波频率：8.5 kHz 正弦波输出： 10.75V 反馈系数： 0.28

六、问题与解决

这次焊接给了我很多经验总结，比如焊接中锡丝融化的多少才合适，烙铁头接触锡丝以及元器件的时间长短，还有助焊剂松香的搭配使用，元件的剪脚等都会影响焊接的结果。 在检查过程中还出现了很多问题，比如第一次焊接完成后测试时，负极电压输出仅仅为几伏，断电之后发现就把两个整流二极管给烧了，后来我们通过检查，原因是我们不太清楚万用板的构造，外边两圈是短路的，我们刚好把两个引脚接到了外边两圈，换了两个二极管之后测试时大致波形是出来了，但失真比较严重，于是我们又换了几次电阻，最后发现只有当反馈电阻式2.1 kΩ的时候波形失真最小。

七、心得

在这次制作实验中我学到了很多东西，对此也很感兴趣，首先我学到了不少焊接的经验，避免了一些出现在焊接方面的问题，以便于后期易于检测；其次，我学会对一些简单的元器件的识别与检测，以及学会了元器件的引脚和使用方法，了解了一些工具的使用方法。这样的实验培养了我们的动手能力，所谓熟能生巧，在布线，焊接，检查电路各种方面我们都有很大的提高。一个实验只要认真对待，不管结果怎样，我们一定会有收获。而且在实习中我感觉到实践与理论相结合是非常重要的，平时在课本上学到的只是一些理论知识，在实际焊接制作中会出现很多意想不到的问题，通过检测与修改可以使实习进一步的进行下去。

这次设计渗透了我们组员的每一个人的努力与心血，无论是前期的准备，中期的焊接，还是后期的测试与调试，每个环节我们都竭尽所能，通过多种渠道，老师与同学的帮助，才使得我们的结果顺利的出来。因此，我感觉只有相互协作，才能共同进步。合理分工，团结一心可以提高效率。相信以后我们会更加努力的。