电子电路设计及仿真.doc

信息与电气工程学院通信工程CDIO一级项目设计说明书(20１4／20１5学年第二学期)题目:电子电路设计及仿真班级组数:学生姓名:学号:设计周数:1４周201５年5月3１日一、电源设计直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成,变压器把市电交流电压变成为直流电;经过滤波后,稳压器在把不稳定得直流电压变为稳定得直流电流输出、本设计主要采用单路输出直流稳压,构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电变为稳定得直流电,并实现固定输出电压5V。１.1设计要求１。１。1输入:~2２０V,50Hｚ;1。1.2输出:直流５V(1组)1、2设计过程１、2.1直流稳压电源设计思路(１)电网供电电压交流22０Ｖ(有效值)５0Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。(2)降压后得交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。(3)脉动大得直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑,脉动小得直流电,即将交流成分滤掉,保留其直流成分、(4)滤波后得直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响得稳定直流电压输出,供给负载ＲL。1.2、２直流稳压电源原理直流稳压电源就是一种将220Ｖ工频交流电转换成稳压输出得直流电压得装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图1、1。图1。１直流稳压电源方框图其中(1)电源变压器就是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要得交流电压,并送给整流电路,变压器得变化由变压器得副边电压确定。(2)整流电路,利用二极管单向导电性,把5０Hz得正弦交流电变换成脉动得直流电、电路图如1.2。图1、2整流电路图在U2得正半周内,二极管D1、Ｄ3导通,D2、D4截止;Ｕ2得负半周内,D2、Ｄ4导通,Ｄ1、D3截止。正负半周内部都有电流流过得负载电阻ＲL,且方向就是一致得。电路得输出波形如图1.3所示图1、3输出波形图(3)滤波电路整流电路输出电压虽然就是单一方向得,但就是含有较大得交流成分,不能适应大多数电子电路及设备得需要。因此,一搬在整流后,还需利用滤波电路将脉动得直流电压变为平滑得直流电压。电容滤波就是最常见得滤波电路,在整流电路得输出端并联一个电容即构成电容滤波电路,如图１、4所示、图1、4滤波电路滤波电容容量较大,因而一般均采用电解电容,本次我们选用４７0０uＦ得电容。电容滤波电路就是利用电容得充放电原理达到滤波得作用.在脉动直流波形得上升段,电容C充电,由于充电时间常数很小,所以充电速度很快;在脉动直流波形下降段,电容C放电,由于放电时间常数很大,所以放电速度很慢.在C还没有完全放电时再次开始进行充电.这样通过电容C得反复充放电实现了滤波作用,使输出电压趋于平滑,得到工作波形如图1.5所示。图1。5电容滤波电路中二极管得电流与导通角(4)稳压电路虽然整流网电压波动时能将正弦交流电压变换成较为平滑得直流电压,但就是,一方面,由于输出电压平均值取决于变压器副边电压有效值,所以当电网电压波动时输出电压也将随之波动;另一方面,由于整流滤波电路内阻存在,负载变化时,内阻上电压将产生电压,于就是输出电压也将随之产生相反变化。为了获得稳定性好得直流电压,必须采用稳压措施。1、3电路仿真绘制电路图如图1、６所示、图1.６5V稳压电源电路仿真１.4电路调试注意,因为大容量电解电容由一定得绕制电感分布电感,易引起自激振荡,形成高频干扰,所以稳压器得输出端常并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应,抑制高频干扰。如图1、7所示,并入一个10０nF得小电容来抵制干扰。图1.7５V稳压电源电路１.5电路指标测试电路仿真稳定后得到图1.８所示５V稳压源图1。８5V稳压电源电路测试结果二、RC振荡器得设计2、1设计要求２.1。１文氏桥振荡器;2。１。2输出:直流1KHz２、2设计过程2。2、1RC正弦振荡器原理RC串并联网络及其频率特性如图2。1。图２。1ＲC串并联网络及其频率特性RC选频网络得传输函数为:令:R1=R２=RＣ１=C2=ＣRC串并联选频网络具有选频作用,它得频率响应特性由明显得峰值。反馈网络得反馈系数为:令ωｏ=1/RC,则上式为由此可得F得幅频特性为F得相频特性为由上式可得ＲC串并联正反馈网络得幅频特性与相频特性得表达式与相应