测控电路交流电桥优秀课程设计.docx

湖北工业大学课程设计课程名称： 测控电路课程设计 课题名称： 交流电桥设计专业班级： 13测控1班 姓 名： 学号：指导老师： 6月1日6月6日目录 1.概述3 2.总体方案设计3 3.电路设计及参数计算4 a.滤波电路 4 b.电桥差分放大电路 8 c.绝对值电路12 4.硬件设计 18 5.软件设计 19 6.总结20一 概述在这次课程设计中，老师给我们了多个题目供我们选择，大全部是我们我们平时在上课时学习过，像惯性电路相差计算，交流电桥输出电路，设计一个光电计数电路，设计微积分电路等，我选择了交流电桥，在制订操作方案过程中我们碰到了部分问题，去办公室请教了老师，等到了部分指点，我们这个题目要求我们实现以下个小目标。1、设计一个方波信号输出电路；2、把方波信号编程三角信号3、设计一个交流电桥电路；4、设计电桥差分放大电路；5、设计放大信号绝对值电路；6、设计绝对值变直流电路；二 总体方案设计我们经过编程利用单片机输出一个方波，提供最原始激励信号，然后经过滤波电路得到正弦信号作为提供给差分放大电路，经过差分放大后信号作为。利用和作为输入，设计两个半绝对值电路，得到，一个反向器得到（），一个加法器，最终得到值，最终利用一个电路对其进行整流，得到绝对值变直流电路。三 电路设计及参数计算在电路设计过程中我们我们将整体电路进行了划分，将其分为三大部分滤波部分差分放大部分绝对值部分，下面我从第一部分讲起。（） 滤波部分（仿真滤波电路图）滤波电路图如上，电阻全部选择，选择.，选择，从以上电路图中可知，我们首先对最原始从单片机产生方波信号进行了方波整流，注意第一个三极管为，第二个为管，利用三极管单向导通性以预防方波失真现象。然后将这个信号作为电路信号源，利用电路进行一次滤波，得到三角波信号，然后利用一个带通滤波器得到我们所需要正弦激励信号。计算过程以下：利用传输函数得到（）（）（）（）所以有（）（）（）（/）再有（）（.）（.）（）（）（）因为，得到后续电路注意本设计中电压全部是利用电阻分压实现，中间那点电压即为.以下图（2.5v偏置电压） （原始方波信号）（一次滤波后三角信号） （二次滤波后正弦信号）（） 差分放大电路 （电桥电路）经过调整滑动变阻器大小来改变电桥平衡状态。（电桥差分放大电路）经过调整滑动变阻器阻值，使得电桥不平衡，有一个差值，我们利用电桥后面那一部分电路，将电桥上下中间两点电压放大，放大倍数能够经过调整三个电阻大小来改变。放大倍数（）在本课程设计中我选择了两个和一个电阻，放大了倍。然后在两个放大运放后面接一个减法器，将这两个放大了倍信号进行相减，得到她们差分放大信号。 （减法器） 这两个放大了倍信号进行相减，得到她们差分放大信号。它们差分也为原差分21倍。（差分信号）这是在滑动变阻器比较小时。（差分信号）经过调整滑动变阻器阻值，在阻值越靠近时，电桥之间电压差为越小，这时波形越靠近一条直线。在阻值超出后波形图峰值反向，距离值越远，波形图峰值越大。（跟随器电路）因为后面电路设计需要用到vi和vo，不过实际告诉我们假如直接用话会产生失真现象，所以我们对vi和vo后面设计一个电压跟随器预防失真现象产生（） 绝对值电路（绝对值电路）我们利用二极管单向导通性来到绝对值，当大于时，只导通下面一路电路R16为2k，这时R16和二极管之间电压是vi2倍（），上端电路不导通。当vi小于0时只导通第一路。（负绝对值）（绝对值电路va1和va2）（反向器）利用反向器得到vo（差分放大输出），便于后面计算（绝对值电路1+反向器电路）（绝对值电路+减法器）（减法器）我们能够利用如上电路得到我们所需 值，计算过程以下图。 要注意是我们在计算时，vi前电阻为0.5r,要满足此公式成立条件，即vo幅值要小于vi。 经过调整滑动变阻器阻值，一旦过了50%平衡点，最终相位会随之发生改变。 (整直流) 此设计最终一步就是要实现绝对值变直流。我们利用一个电阻和一个电容串联来实现。（直流波形）（电路整体仿真图）四 硬件设计硬件设计部分我们在试验室进行，根据电路图接线，在板子上进行排版接线，实现我们仿真想要到效果。（正面部分） （反面部分）五 软件部分 本设计软件部分就是利用单片机产生一个方波信号，经过查阅资料和向同学咨询，知道了产生方波就是利用51时钟中止，每隔500ms进行一次翻转，得到频率为1000hz方波信号，代码以下。六 总结 为期一周课程设计过得很快，在这一周里我不仅学到了理论知识，更磨练了我耐心和细心。在拿到老师供我们选择题目后，选定了题目，在脑子里大约过了一下整体思绪，发觉有不一样地方去找老师咨询，在接下来两天里完成了软件制作部分，我们利用multisim软件进行仿真电路设计，将整体电路分为了三个模块，滤波部分差分放大部分绝对值部分。一个模块一个模块去实现它，把原来很庞大问题划分为小问题，逐一攻破。经过和同学讨论和查阅资料，经过两天时间我们完成了它，并弄懂了它原理。后面就开始焊板子了，我们选择去试验室进行硬件部分，那里有示波器，应为这是一个看波形设计，所以我们要在每完成一部分，就去检测一下是否焊成功，假如一股脑焊到最终，后面板飞线一大堆，真出了问题检测全部不知道从何入手。在这个过程中，一定要细心和小心，电路图原理图虽说有了，但和实际还是有差异，原理图清楚，排版简单，不过实际上我们需要接线，一块很小板子上接上很多飞线，就会杂乱不堪，一旦出问题极难找出来。学习是一个过程，在这个过程中我们要有自己思索，但不能只有自己思索，还要有同学之间互帮互助，共同学习使我们成长愈加快，协作精神是我们所必需，在这个过程中，假如老师在对我们进行指点一二，那真是锦上添花了，当然，大学学习不能只靠老师，自己去钻研才能将一门学问搞懂，学精。