畢業(yè)設(shè)計---測量振蕩信號電壓的設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、設(shè)計背景3</b></p><p>　　二、系統(tǒng)總體設(shè)計3</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計思想3</b></p><p>　?。ǘ┲饕δ苣K3</p><p>

2、;<b>　　三、芯片選型4</b></p><p>　?。ㄒ唬?812集成穩(wěn)壓器4</p><p><b>　　四、詳細設(shè)計4</b></p><p><b>　?。ㄒ唬╇娫措娐?</b></p><p>　?。ǘ㏑C正弦波振蕩器5</p><

3、p>　　（三）阻抗變換器6</p><p>　?。ㄋ模┛勺兎謮浩?</p><p>　?。ㄎ澹┙涣鞣糯笃?</p><p>　　（六）檢波器和指示器7</p><p><b>　　五、結(jié)束語8</b></p><p><b>　　謝辭9</b></p&

4、gt;<p><b>　　參考文獻9</b></p><p><b>　　附錄10</b></p><p>　　測量振蕩信號電壓的設(shè)計</p><p>　　內(nèi)容摘要：本文結(jié)合設(shè)計的是對測量振蕩信號電壓的分析，介紹了各模塊的功能以及工作原理，給出各電路原理圖和詳細設(shè)計。電路總體設(shè)計主要分為五大模塊，由橋式整

5、流電路和7812芯片所構(gòu)成的電源電路為電路供電，通過RC正弦波振蕩器產(chǎn)生的正弦波信號作為模擬被測信號變量，由阻抗變換器提高測量精度和減小可變分壓器的分壓誤差，經(jīng)交流放大器進行放大被測交流電壓，檢波器采用平均值檢波器的工作在指示器中顯示出來。和萬用表相比它有靈敏度高、電壓量程廣、頻率范圍寬、輸入阻抗大等優(yōu)點。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 7812芯片 分壓 放大 檢波</p><p>&l

6、t;b>　　一、設(shè)計背景</b></p><p>　　用普通萬用表對振蕩信號電壓的測量比較復(fù)雜，輸入阻抗小,對被測電路影響大，靈敏度不高,量程窄；頻率范圍不寬；精確度不高，耐過載能力不強，指示表頭不可直接接入被測電路，易燒毀；不容易實現(xiàn)交流和直流電壓、電流和阻抗測量的多功能化。為了彌補這些缺點，對于振蕩信號的測量進行了如下設(shè)計。 </p><p><b>　　二

7、、系統(tǒng)總體設(shè)計</b></p><p><b>　　（一）設(shè)計思想</b></p><p>　　電路總體設(shè)計主要分為五大模塊，由橋式整流電路和7812芯片所構(gòu)成的電源電路為電路供電，通過RC正弦波振蕩器產(chǎn)生的正弦波信號作為模擬被測信號變量，由阻抗變換器提高測量精度和減小可變分壓器的分壓誤差，經(jīng)交流放大器進行放大被測交流電壓，檢波器采用平均值檢波器的工作在指

8、示器中顯示出來。和萬用表相比它有靈敏度高、電壓量程廣、頻率范圍寬、輸入阻抗大等優(yōu)點。詳見圖1。</p><p><b>　?。ǘ┲饕δ苣K</b></p><p>　　1、RC正弦波振蕩器:產(chǎn)生正弦波信號作為模擬被測信號變量，由V9、V10等組成。</p><p>　　2、阻抗變換器：由V13設(shè)計跟隨器組成，主要用于緩沖放大和阻抗變換。&l

9、t;/p><p>　　3、可變分壓器：由R26和RP2組成，用于改變加至后級交流放大器的電壓量值，以提高電壓表測量量程的上限。</p><p>　　4、交流放大器：由V14、V15構(gòu)成，用于放大被測交流電壓，保證電壓表有效的測量靈敏度。</p><p>　　5、檢波器和指示器：檢波器采用的是平均值計數(shù)器，使流過微安表頭的直流電流正比于被測交流電壓的平均值。指示器采用了萬

10、用表50微安級的電流檔，靈敏度高。</p><p>　　6、直流穩(wěn)壓電源：由橋式整流電路和7812芯片構(gòu)成，完成220V到12V電壓的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　三、芯片選型</b></p><p>　　（一）7812集成穩(wěn)壓器</p><p>　　7812芯片外型見圖2。使用時注意三端集成穩(wěn)壓電路的輸入、輸出和

11、接地端絕不能接錯，不然容易燒壞。一般三端集成穩(wěn)壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V，否則不能輸出穩(wěn)定的電壓，一般應(yīng)使電壓差保持在4-5V，即經(jīng)變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應(yīng)比穩(wěn)壓值高一些。在實際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。</p><p>　　當(dāng)制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三

12、端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大輸出電流為N1.5A，但應(yīng)用時需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。</p><p>　　在78系列三端穩(wěn)壓器中最常應(yīng)用的是 TO-220 和 TO-202 兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、引腳功能如附圖所示。圖中的引腳號標(biāo)注方法是按照引腳電位從高到底的

13、順序標(biāo)注的。這樣標(biāo)注便于記憶。引腳 ①為最高電位，③腳為最低電位，②腳居中。從圖中可以看出，不論正壓還是負(fù)壓，②腳均為輸出端。對于78正壓系列，輸入是最高電位，自然是①腳，地端為最低電位，即③腳。 </p><p><b>　　四、詳細設(shè)計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬╇娫措娐?lt;/b></p><p>　　電

14、源電路是由橋式整流電路和7812集成穩(wěn)壓器構(gòu)成，由于只需要12V的電壓，所以需要用變壓器進行降壓。整流電路的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟?，常見的整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流電路等，而我們這里選擇的是橋式整流電路，它的優(yōu)點是整流效率高，輸出電壓高且波動小。二極管是實現(xiàn)整流的關(guān)鍵元件，所以在二極管的選擇過程中需注意的是：最大整流電>,最大反相工作電壓>。7812集成穩(wěn)壓器內(nèi)部設(shè)有限流保護、過熱保護、過壓保護電路，使用安全

15、、方便。在其輸入輸出端連接電容的目的是第一：濾波，濾除交流噪聲是輸出電流更平穩(wěn)；第二：提供儲備電流，當(dāng)需要突發(fā)大電流時且變壓器不夠用時電解電容可以補充瞬間的不足。二極管的作用是當(dāng)有反相電流時，對7812集成穩(wěn)壓器進行保護。具體電路圖見圖3。</p><p>　?。ǘ㏑C正弦波振蕩器</p><p>　　產(chǎn)生的正弦波信號作為模擬被測信號變量，頻率約為320Hz，由V9、V10等組成。具體電

16、路圖見圖4。</p><p><b>　?。ㄈ┳杩棺儞Q器</b></p><p>　　由V13設(shè)計跟隨器組成，主要用于緩沖放大和阻抗變換，高輸入阻抗有利于提高測量精度，低輸入阻抗可以減小可變分壓器的分壓誤差。具體電路圖見圖5。</p><p><b>　?。ㄋ模┛勺兎謮浩?lt;/b></p><p>

17、　　由R26和RP2組成，用于改變加至后級交流放大器的電壓量值，以提高電壓表測量量程的上限，其實質(zhì)就是一個分壓電路。具體電路圖見圖6。</p><p><b>　?。ㄎ澹┙涣鞣糯笃?lt;/b></p><p>　　放大電路的功能是利用三極管的電流控制作用，把微弱的電信號不失真地放大到所需的數(shù)值，實現(xiàn)將直流電源的能量部分地轉(zhuǎn)化為按輸入信號規(guī)律變化且有較大能量的輸出信號。其實

18、質(zhì)是一種用較小的能量去控制較大的能量轉(zhuǎn)換裝置。由于單級放大電路的放大倍數(shù)不能滿足該電路的需要，所以我就設(shè)計了一個兩級阻容耦合放大電路，它的優(yōu)點是各級靜態(tài)工作點相對獨立，便于調(diào)整，其放大倍數(shù)是兩級放大倍數(shù)的積。本電路由V14、V15構(gòu)成，用于放大被測交流電壓，保證電壓表有效的測量靈敏度，使測量量程的下限可以達到毫伏級，電路中深度負(fù)反饋是為了提高放大器的線性。具體電路圖見圖7。</p><p>　　（六）檢波器和指示

19、器</p><p>　　檢波器采用的是平均值計數(shù)器，使流過微安表頭的直流電流正比于被測交流電壓的平均值。V16、V17、V34、V35構(gòu)成一個全波橋式整流電路，將交流放大器輸出的交流電壓變成直流；同時利用電容C20、C21的濾波作用使微安表頭指示出脈動電流的平均值；RP3是調(diào)零電位器，當(dāng)輸入信號為零時，通過改變微安表負(fù)端的電位，使電流為零。指示器采用了萬用表50微安級的電流檔，靈敏度高。具體電路圖見圖8。<

20、/p><p><b>　　五、結(jié)束語</b></p><p>　　在這一段對電子技術(shù)課程設(shè)計的過程中，我做的課題是“測量振蕩信號電壓的設(shè)計”。這是一種用磁電系微安表頭作為指示器，以有效值定度，主要用于測量正弦交流電流。和萬用表相比，他有測量靈敏度高、電壓量程廣、頻率范圍寬、輸入阻抗大等優(yōu)點。</p><p>　　在電源設(shè)計中要根據(jù)其主體電路及執(zhí)行機

21、構(gòu)不同，要求可靠，價廉，有效益，對此我用7812芯片來代替復(fù)雜的電源設(shè)計。</p><p>　　本次的設(shè)計實踐讓我們把學(xué)到的知識應(yīng)用到了實踐，深化了對數(shù)字電路設(shè)計和模擬電子設(shè)計的認(rèn)識，使我們在設(shè)計的實踐中獲得新的知識。學(xué)習(xí)了兩年的理論知識和三個月的實踐操作，我不僅僅得到的是課本上的東西，更重要的是我通過自己的獨立設(shè)計，并且在老師和同學(xué)的耐心指導(dǎo)下，讓我學(xué)會了分析電路、設(shè)計電路的步驟以及計算機輔助作圖等。在此設(shè)計中

22、利用到了三極管的放大 、阻抗變換器、可變分壓器、檢波器，通過這次畢業(yè)論文的設(shè)計，讓我對這些電路有了更好的了解。</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　在本次論文設(shè)計過程中，指導(dǎo)老師對該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)中給予了細心指導(dǎo)與教導(dǎo)。設(shè)計一開始不知如何下手，經(jīng)過廣泛查閱資料方 我們無論是生活還是學(xué)習(xí)都離不開外界的力量，當(dāng)然也要有自己

23、的努力，老師說：“做得好不好是另外一回事，但是要自己動手去做，認(rèn)真思考：”我自知這次的設(shè)計有很多的不足，做得比較辛苦效果卻不是很好，很多東西平時學(xué)得也不透徹，我覺得做每一次課程設(shè)計從每一個細節(jié)都在鍛煉著我們。通過這一次的畢業(yè)論文設(shè)計，我從中收獲良多，懂得了只有認(rèn)真學(xué)習(xí)的人和勇于創(chuàng)新、實踐的人才能把知識真正變成自己的東西。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&

24、lt;p>　　[1]朱鳳芝，《數(shù)字電子技術(shù)》， 北京師范大學(xué)社出版</p><p>　　[2]彭介華，《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》，北京高等教育出版社</p><p>　　[3]童詩白，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，第三版,北京:</p><p>　　高等教育出版社,2004</p><p>　　[4]無限電子制作網(wǎng)技術(shù)分類