课程设计：微信号检测放大电路李鑫.doc

个人收集整理 勿做商业用途物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：电子信息工程班级:11电信本学号： 110802019 姓名： 李鑫 课题名称题目7：微弱信号检测放大器电路（9)设计任务与要求将二个小信号（小于1mV)放大，放大倍数应大于3000倍。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。（015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：曾祥华2013年1月10日模拟电路课程设计报告设计课题： 微信号检测放大电路 专业班级： 11电信本 学生姓名： 李鑫 学号：110802019指导教师: 曾祥华 设计时间:2012。12-2013.1 微弱信号检测放大器电路一、设计任务与要求1将二个小信号（小于1mV）放大，放大倍数应大于3000倍。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、方案设计与论证由要求可知两个信号要放大但信号太小不能直接进行运算、滤波等处理，必须进行放大，因此我们是用的是放大电路.1。方案一、仪表放大电路微信号仪表放大器电路滤波电路 图21 仪表放大器放大电路集成仪表放大电路，也称之为机密放大器,用于弱信号放大.仪表放大器的特点有：高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调电压和低失调电压漂移、低输入偏置电流和失调电流误差、宽带充裕、具有检测端和参考端。2.方案二、隔离放大器电路微信号隔离器放大电路滤波电路图22 隔离放大器放大电路隔离放大器即可以切断输入侧和输出侧电路之间的联系，避免干扰混入输出信号,又可以使用信号疏通无阻。我们介绍的是隔离放大器中的变压器耦合式放大电路。但变压器耦合式放大电路不能放大变化太慢的直流信号和频率很低的交流信号。通过分析，结合设计电路性能指标、器件的性价比，本设计电路选择方案一 。三、单元电路设计与参数计算1。直流稳压电源电路直流电源由电源变压器,整流电路，滤波电路，稳压电路四部分构成稳压电源的组成框图如图3-1所示。 + 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 图3-1 稳压电源的组成框图（1)电源变压器。其电路图如下:由于要产生12V的电压,所以在选择变压器时变压后副边电压u2应小于24V，由现有的器材可选变压后副边电压u2为15V的变压器。(2）整流,滤波电路A、整流电路.其电路图如下： 桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组,根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。根据设计我们选用In4007。B、滤波电路.其电路图如下：滤波电容容量较大，一般采用电解电容器且大于1000uf。我们选用3300uf.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.滤波电路输出电压波形如下:（3）稳压电路.三端式稳压器由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路等部分组成。调整管决定输出电压值。由于本课程设计要求12V 的输出电压，所以我们选用7812和7912的三端稳压管。 直流稳压电路图如图3-X所示。 图32 直流稳压电路图2。功能部分电路 图33输出电压Uo=Rf/R*（1+2R5/R6)Ui放大倍数Au=-Rf/R（1+2R5/R6)功能部分电路如图3-3所示. 图33 仪表放大器电路四、总原理图及元器件清单1总原理图 图(1） 电源原理图图（2)仪表放大器电路图2元件清单元件序号型号主要参数数量备注(单价）电源部分变压器220V15V19元C1、C6电容3300uf21.5元C2、C3电容0.47uf20。1元C4、C5、C7、C8电容1uf20.2元稳压芯片LM7812 Uo=12V、Io=100mA11。5元稳压芯片LM7912Uo=-12V、Io=100mA11.5元LED1、LED2LED1。5V2.0V，10mA20mA20。5元D1、D2、D3、D4、D5、D61N400760.1元R1、R2、电阻1 k20。1元元件序号型号主要参数数量备注（单价）仪表放大器电路Rf、R2R5、R7电阻100k40。5元R、R1电阻2k20.2元R6电位器10k11.0元R3、R4电阻20k20.5元芯片UA741 Uo=12V、Io=100mA41。5元C1、C2电容100nf20.2元五、安装与调试1。 电路调试首先先做电源，按照电源的原理图焊接电路板，在焊接的过程中,要注意不要虚焊，漏焊，二极管的导通方向和电容的正负极不要接反,稳压芯片LM7812是1脚输入,2脚接地，3脚输出,稳压芯片LM7912是1脚接地，2脚输入，3脚输出，注意焊接时不要接错。焊接电容时速度要尽量快一些，因为实间过长电容容易烧坏,然后进入实验室调试，测出其正电源输出为+12V，负电源电压为12V，调试完毕,电源部分完成。再按照仪表放大器电路焊接电路板，在焊接的过程中也是要注意不要虚焊漏焊，电容和二极管不要接错,两个稳压二极管串联且方向相反，注意uA741的脚，2号为反相输入端，3号为同相输入端，6号为输出端，4号接负电源，7号接正电源，1号、5号和8号脚虽然没有外接,也要焊。然后进入实验室进行调试,输出标准正玄波，并测试输出电压，发现放大3000倍，调试完毕。六、性能测试与分析1。直流电源测试与分析(1）测试步骤：接入220v用万用表测试电压。（2）测试数据：正电源+12v 负电源-12(3)数据处理：（4）误差计算：（12-12）/12=0% （12-(12)/（12）=0%(5)结论分析(包含误差分析）： 、电源的v不是很对称； 、元件标出的数值和其本身的数值有差异; 、集成运放不是理想运放； 、直流电压源带负载能力差; 、读数时产生的人为误差,如读数不准确不精确.2。功能电路测试与分析（1）测试步骤用数字电压表测量输出电压和输入电压，求出Au。并在输出端接示波器,观察波形有无失真。（2）测试数据输入电压Ui=0.9v 输出电压Uo=2.76v（3）数据处理计算值Uo（标）=2.7v 误差=（Uo(标)-Uo）/ Uo（标）=2。2（4）误差计算误差=（Uo(标)-Uo）/ Uo（标）=2.2%（5)结论分析（包含误差分析）误差分析a。电路元器件制作工艺处在问题，导致电阻不能一样大,致使Q点电压不能为0v。b.信号发生器产生的电压不稳定。结论分析a.仪表放大器可以准确的放大微弱的信号。b.由实验结果可以发现放大倍数Au=-Rf/R（1+2R5/R6)七、结论通过做此次的课程设计,让我了解了很多,增加了我的动手实践能力,真正的做到了学以致用.首先是先理解题目要求，通过和同学讨论，查阅书籍等，作为参考,确定方案并设计出了电路图,在焊接电路板时，要注意不要虚焊,漏焊等,这是很重要的一步,因为接下来的实验是否成功，焊接的电路板起着很大的作用。在调试的时候，并没有达到预期的效果,没有出现理论的结果，这个时候要细心的检查故障，弄清楚到底是哪里的问题，而不是着急和烦躁，越是那样越不容易检查出错误在哪里。在实验的过程中，存在很多误差,理论和实践有着很大的区别，理论上能够实现，但实际上不一定能实现，要考虑到元件、器材等带来的误差,要多方面考虑，来完成实验。遇到问题要多思考，结合课本和所学的知识来进行更改调试，通过自己动手调试，加深了印象，使我对课本上的理论知识有了更深一步的理解,也让我知道自己在实践方面有很多的不足，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多课本上学不到的知识，让我懂得了理论与实际相结合时很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的知识与实践结合起来,才能真正的提高自己的实际动手能力和独立思考能力，总而言之,这次的课程设计,对我来说很有意义。 八、参考文献 1模拟电子技术基础 清华大学电子学教研组 编 童诗白 华成英 主编