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1、模拟电路课程设计报告设计课题： 除法运算电路 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 目 录第一 设计任务与要求3第二 方案设计与论证3第三 单元电路设计与参数计算4第四 总原理图及元器件清单9第五 安装与调试11第六 性能测试与分析12第七 结论与心得14第八 参考文献15 题目4：除法运算电路（4）一、设计任务与要求1 设计一个二输入的除法运算电路。2 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（12V）。二、方案设计与论证该课程设计是做一个二输入的除法电路，而因此需要利用对数和指数运算电路实现或者用模拟乘法器在集成运放反馈通路中的应用来实现。在产生正、负电
2、源的实用电路中，多采用全波整流电路，最常用的是单向桥式整流电路，即将四个二极管首尾相连，引出两根线接变压器，另外两个接后面电路，并将桥式整流电路变压器副边中点接地，并将二个负载电阻相连接，且连接点接地。电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。方案一：除法电路的输出电压正比于其两个输入电压相除所得的商，所以利用对数电路、差分比例运算电路和指数电路，可得除法运算电路的方块图：差分比例运算电路uI1lnuI1-lnuI2lnuI1对数电路 指数电路lnuI2uI2 对数电路方案二： 利用反函数型运算电路的基本原理，将模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中，便可构成除法运算电路。比较：方案一
3、：该方案是利用对数电路、差分比例运算电路和指数电路的组合来设计的，运算放大器uA741要四个，电阻也很多，对焊接有很大的要求，要焊的器件比较多，相对来说比较复杂。方案二：该方案是利用模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中的应用，uA741只要一个，电阻也很少，焊接起来比较方便。我选择方案二。三、单元电路设计与参数计算1.对数运输电路（1）电路原理图由二极管方程知 当 uD UT 时， 或：利用“虚地”原理，可得：用三极管代替二极管可获得较大的工作范围。2、差分比例运算电路 （1）电路原理图电路只有二个输入，且参数对称，则 3、指数运算电路（1）电路原理图 当 uI 0 时，根据集成运放反相输入端
4、“虚地”及“虚断”的特点，可得：所以：可见，输出电压正比于输入电压的指数。4、桥式整流电容滤波集成稳压块电路 （1）电路原理图 稳压电路滤波电路单相桥式整流电路C2440nFC3440nFU1LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEC41uFC51uFD11N4007D21N4007D31N4007D41N40078R11k?R21k?C13.3mFC63.3mFLED1LED218D51N4007D61N4007510T1TS_AUDIO_10_TO_1V1220 Vrms 50 Hz 0 7932064该直流源
5、采用单相桥式整流法进行整流，用电容滤波电路进行滤波，采用稳压管稳压电路进行稳压。原理分析：直流电源的输入电压为220v的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值与电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，在对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定后面电路的需要。变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路的滤波，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出机仅为直流电压。1) 单相桥式整流电路1. u2 0时，电流由+流出，经D1、RL、D2流入-。2. u2 0时，电
6、流由-流出，经D3、RL、D4流入+。2）电容滤波电路滤波电路输出电压波形当负载开路时当RLC（35)T/2时考虑电网电压波动，电容的耐压值应大于1.1脉动系数 S 约为 10% 20%电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。3) 稳压管稳压电路内阻 Ro 稳压系数 Sr 图10.5.21正、负输出稳压电路实际中用的电路图方案一的总原理图：均为uA741，均为2N2219四、总原理图及元器件清单1总原理图（选择用的方案） 因为 i1 = i2 ，所以则：参数计算： 选，则2、仿真电路图分析：根据仿真图知 ， 即 则 即K=0.23元件清单元件序号型号主要参数数量备注（单价）R1、
7、R2、R各1个A1C13300uF25角（旧）C20.1uF2 C3220uF2 5角C40.22uF2二极管1N400761角发光二极管2 三端稳压管W7812W7912各1个1块放大集成块uA74141块变压器副边电压为30V1五、安装与调试1.除法运算电路的安装（1）按照原理图正确焊接电路，焊接时各器件布局合理，导线之间无交叉现象，焊点要实，不能虚焊，否则电路处于开路状态，将导致实验不成功。（2）晶体管安装时各管脚不要接错。（3）注意集成块的7号和4号脚要接直流电源，其中7号脚接+12v,4号脚接-12v，其他不要接的脚均要焊上而不能悬空。2.除法运算电路的调试（1）由于该实验使用的是小
8、信号直流电源，故在接线时将两输入端接在直流小信号区域。注意三个地要接上。（2）线路接好后，慢慢调节输入信号，用万用表的直流档测试输出电压U0.（3）若开始不成功，再试几次，不行的话就要检查电路是否有问题。可以按照以下步骤测试：1）用万用表检测输入电压UI1和UI2两处电压是否在理论范围内。2）用万用表测量直流电源是否有12v.+12v。3）若上述两者均正常再测试U01、U02，看两处是否有电压，若有再进行下步。4）测U03处的输出电压，为零，说明正常。最后归结原因是输入电压没调好的问题。（4）在正确的电路条件下至少测量5次输入和与之对应的输出。3.直流的安装（1）各元器件按理论电路图正确焊接，
9、注意布局紧密，不出现虚焊或漏焊。（2）注意7812和7912管脚的接法4.直流电源的调试接通电源后，静置一会待电路稳定后没出现任何故障（如芯片被烧等）再进行测量，若出现类似状况应立即断开直流电源，检查问题所在再进行测量。用示波器观察输出波形。用万用表分别测量变压器原、副边线圈的输出电压，滤波后的输出电压，7812，7912的输入和输出电压。六、性能测试与分析1测试（1）除法电路部分测试：接通电源后，将电路板的各管脚接好，、分别接两个输入端。由于有两个变量对观察带来不变，在研究的变化趋势是常常用控制变量法，即、中的一个不变，一个变化引起变化并观察它的变化趋势。在该实验中让不变，横为5V，逐级改变
10、的值分别测出并做好笔记。记录如下： （V）（V）（V）0.55-1 1 5 -1.8 15 5 -2.7 2 5 -3.7 2.5 5 -4.7 3 5 -5.7 3.5 5 -6.7 4 5 -7.7 4.5 5 -8.7 5 5 -9 5.5 5 -9.2 6 5 -9.4（2）直流电源部分测试： 将自己焊好的直流电源电路板插上220V交流电源，观察发光二极管的发光情况判断直流电源的好坏。接着进行一系列测量：三端稳压管7812、7912的输出电压分别为 ； 副边电压； 变压器输出电压；2分析与误差计算 根据除法电路输入电压与输出电压的关系有 代入数据可得 理论值K=0.1 七、结论与心得
11、通过本次课程设计的学习与操作，学到了很多实验操作的方法与技巧，如检查错误的方法、一些变量的测量方法。也巩固了所学的理论知识，当然也得出了一些总结与心得。 第一天上午，很期待地带着调试好的电路板到了实验室，接好了各个管脚并插上电源，结果大失所望，输出电压为一个固定值。拿起万用表检查发现反馈电压很大，与接近。于是出现的问题是反馈电压过大，形成正反馈，与要求相反，集成块输出饱和，电压固定不变。下午，这个问题却被轻易解决了，答案是集成块烧坏了，在新的集成块的运转下很快有了示数，下午调试了电路板。晚上将数据整理上交了，整体来说整个实验是个考验过程，检验你的耐心、处理能力以及信心，做事所需要的素质。八、参
12、考文献1现代电子学及应用，童诗白、徐振英编，高等教育出版社，1994年2电子技术课程设计指导 彭介华编，高等教育出版社，1997年3电子系统设计，何小艇等编，浙江大学出版社，2000年4集成电子技术基础教程，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版社，2002年5新编555集成电路应用800例 陈永甫编著 电子工业出版社 2000年6实用电子电路手册（模拟电路分册）编写组编，高教出版社，1991年7国产集成电路应用500例，周仲编，电子工业出版社，1992年 8新编555集成电路应用800例 陈永甫编著 电子工业出版社 2000年9电子线路设计实验测试（第三版） 谢自美主编 华中科技大学出版社 20
13、06年 10. 康华光.电子技术基础（数字部分）M.第五版.北京：高等教育出版社，2006.414-42411. 稻叶保.振荡电路的设计与应用M.北京：科学出版社，2004.29-9912. 王立欣，杨春玲.电子技术实验与课程设计M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.98-9913. 何宝祥，朱正伟，刘训飞，储开斌.模拟电路及其应用M.北京：清华大学出版社，2008.104-195物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业： 班级： 学号： 姓名： 课题名称设计任务与要求1 设计一个二输入的除法运算电路。2 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（12V）。设计报告成绩评分标准：有合理的方案设计和论证、电路参数的计算、总原理图和清单。（0-20分）电路板制作、调试规范，有详细制作和调试过程。（0-10分）电路板测试合理，对性能指标测试数据完整，正确；进行数据处理规范，进行了误差计算和误差分析。（0-15分）对课程设计进行了总结，有体会，并能提出设计的改进、建设性意见。 （0-5分）设计报告成绩：电子作品成绩评分标准：电路正确，能完成设计要求提出的基本功能。（0-30分）电路板焊接工艺规范，焊点均匀，布局合理。（0-20分） (其中直流电源部分占20%，功能部分80%)电子作品成绩：课程设计成绩 总成绩：指导教师：2011年1月15日