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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流模拟电子技术综合实验统稿页码居中.精品文档.模拟电子技术实验指导书信息与电气工程学院电气专业基础教研室目 录实验一 直流稳压电源.2实验二 音频功率放大器.4实验三 电冰箱电视机过压欠压延时保护器. 8实验四 温度控制电路.11实验一 直流稳压电源一、设计内容设计并制作一台小功率直流稳压电源。二、设计要求1.输出直流电压Vo=12V，最大输出电流800mA。2.纹波电压5mV。三、设计方案提示直流稳压电源由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路。组成框图如图11所示。整流电路zzzzzzeng ngliu 流 电 路稳压电路 滤
2、波电路滤波电路 Tr 负载图 11各组成部分的功能如下：1.电源变压器：将电网220V的交流电压变换成符合需要的交流电压。2.整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件，把方向和大小都变化的50Hz的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。3.滤波电路：利用储能元件电容器C两端的电压不能突变的性质，把电容与整流负载并联，可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电。4.稳压电路：使整流滤波后的直流电压基本上不随电网电压或负载的变化而变化。图12所示电路是用桥式整流、电容滤波、三端集成稳压器7812和7912组成的具有12V输出的直流稳压电源。图12变压器B降压，原边
3、接交流220 V，副边绕组中间有抽头，为双15V输出，二极管D3D6和电容C10、C11组成桥式整流、电容滤波电路。在C10、C11两端有18V左右不稳定的直流电压，经三端集成稳压器稳压，在7812集成稳压器输出端有+12V的稳定直流电压，在7912集成稳压器的输出端有-12V的稳定直流电压。C12、C13用来防止电路自激振荡。C14、C15用来改善负载瞬态响应，防止负载变化时，输出电压产生较大的变动。D9、D10是发光二极管，用作电源指示灯。R15、R16是发光二极管的限流电阻。D7、D8为保护二极管，用以防止当集成稳压器输入短路时，电容C14、C15放电损坏集成稳压器。四、元器件选择变压器
4、B选用额定功率为20W、输出双交流15V的电源变压器。D3D6采用1N4004型整流二极管。三端集成稳压器7812、7912采用S-7型封装，外加散热器。C10、C11为电解电容2200uF/25V。C12、C13可选用0.33uF独石电容。C14、C15采用电解电容100uF/15V。D7、D8采用二极管1N4001。D9、D10采用直径5mm普通圆形发光二极管，可分别选用红色、绿色。R15、R16选用碳膜电阻4k，1/8W。五、实验报告要求1、电源、整流和稳压电路图。2、电路工作原理说明。3、各元器件的选择（列明细表）。4、实验测试结果报告。实验二 音频功率放大器一、设计内容设计并制作一个
5、功率放大器二、设计要求1、输入信号：150500mV2、输出功率：10W3、频带宽度：1014000Hz三、设计方案提示本方案采用前置放大器、集成功率放大器和电源三大部分组成。1、前置放大器的任务是把各种信号源送来的声音信号进行足够的放大，以供给功率放大器。电路如图21所示。 图21 图中话筒输入插口(MIC IN)接动圈式话筒，一般动圈式话筒的输出电压仅有几毫伏。线路输入插口(LINE IN)信号是由录音机或收音机来的高电平音频信号，这些信号约为150500mV。由于话筒送来的信号电压太小，因此必须先经放大后，才能与线路输入来的信号进行混合放大。A是由集成放大器组成的同相输入比例放大器，放大
6、倍数约为(R3+R4)/R3=210倍，如果话筒输入电压是1mV，那么经过A1放大可得210mV的输出电压。B是集成运放组成的混合放大器，它也是一个同相输入放大器，放大倍数为(R7+R8)/R7=20倍，其输出信号电压可达3V左右，足以推动功率放大器。电位器Rp1可用来调节话筒来的信号的大小，R5是隔离电阻，可以避免当Rp1动端移至接地端时，线路来的信号被短路到地。R9、C3、R10、C4是电源去耦电路，以防止电源交流声和汽船声。C1、C2为耦合电容。 2、功率放大器是把经前置放大器进行电压放大以后的音频信号再进行功率放大，以输出可以驱动扬声器发出声音的电压信号。电路图如图22所示。 图22T
7、DA2030是高保真集成功率放大器，输出功率大于10W，频率响应为10140KHz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030的使用很方便，只需在其外部接有少量元器件。Rp2是音量调节电位器，C5是输入耦合电容，R11是TDA2030同相输入偏置电阻。R12、R13决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路的闭环增益为(R12+R13)/R12=(0.68+22)/0.68=33.3倍，C6起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。C8、C9为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡
8、。R14、C7称作为佐贝尔网格，用于在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。D1、D2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。3、电源部分。图23所示电路是用三端集成稳压器7812和7912构成的具有12V输出的直流稳压电源。因在实验二中已涉及到该电路，此处不再赘述。图23 整个音频功率放大器电路见图24。四、元器件选择1、前置放大器 集成运算放大器采用TL082，它是JFET（结型场效应管）输入，高输入阻抗运算放大器，为双运放。C1、C2、C3、C4采用电解电容，耐压为16V。Rp1选用碳膜电位器，所有电阻都采用碳膜电阻，额定功率为1/8W。2、 功率放大器 集成功率放大
9、器为TDA2030。Rp2为碳膜电位器。C5、C6为电解电容，耐压为16V，C7、C8、C9为瓷介电容。R11、R12、R13为碳膜电阻，额定功率为1/8W。R14为碳膜电阻，额定功率为1/4W。D1、D2为IN4001小功率整流二极管。B为4或8、15W全频扬声器。 3、变压器B选用额定功率为20W、输出双交流15V的电源变压器。D3D6采用1N4004型整流二极管。三端集成稳压器7812、7912采用S-7型封装，外加散热器。C10、C11为电解电容2200uF/25V。C12、C13可选用0.33uF独石电容。C14、C15采用电解电容100uF/15V。D7、D8采用二极管1N4001
10、。D9、D10采用直径5mm普通圆形发光二极管，可分别选用红色、绿色。R15、R16选用碳膜电阻1k1/8W。五、实验报告要求1、音频功率放大器电路图。2、电路工作原理。3、电路各元器件的选择（列明细表）。4、实验测试结果报告。 附：TL082管脚排列图 实验三 电冰箱电视机过压欠压延时保护器一、设计内容 设计并制作一个电冰箱、电视机过压欠压延时保护器二、设计要求 1、工作电压： 220V2、保护功能： 输出电压245V时，断电输出电压180V时，断电延时 12分钟3、输出负载功率：额定功率300W、500W4、本身耗电：1.5W三、设计方案提示 电冰箱作为一种高档的家用电器，其安全使用对电源
11、电压有一定的要求（175V245V之间）。但目前我国电力供应十分紧张，很多地区电压极不稳定；更由于人为的原因使电源电压在瞬间数次通断，造成电冰箱不能正常工作甚至损坏。针对这一问题，我们要求设计一种以集成电路为核心，配以优质元件的实验用多功能电冰箱、电视机过压欠压延时保护器。该保护器具有过压断电，欠压断电，上电延时等多种功能，避免电源电压突然发生变化时对电冰箱、电视机造成的不良后果，从而延长了电冰箱、电视机等家用电器的使用寿命。该保护器的电路原理图如图31所示： 图31本电路主要由电源电路，功能电路和启动电路三部分组成。1、电源电路该电路的电源采用变压器双边供电，其初级220V的交流电压经二极管
12、单向半波整流，获得脉动的直流电压，经电阻降压后提供工作所需要的输入电压；其次级所获得的交流电压，经一只二极管单向半波整流后，再经电容滤波、W7809集成稳压后，获得较为平滑、稳定的直流电压。该电压一方面为启动电路提供参考工作电压，另一方面向功能电路提供稳定的参考工作电压。2、启动电路电路由一级电压比较器（运放A4）和三级管T3组成。电压比较器4（运放A4）的参考电压从B点取出，反相端的输入电压由C点提供，C 点电压的变化幅度决定着电冰箱、电视机等家用电器的工作状态。当C点电压低于参考电压时，比较器4输出高电平，使三极管T3饱和导通，继电器J上电吸合，接通冰箱电源，使冰箱工作。反之，当C点电压高
13、于参考电压时，电压比较器输出低电平，三极管T3截止，继电器J失电断开，切断冰箱电源，使冰箱停止工作。3、功能电路本电路又包括采样电路、过电压保护电路、欠压保护电路和延时电路四部分。3.1 采样电路由电阻R2、R3、R4组成，给各级电压比较器提供参考电压。3.2 延时电路该延时电路结构简单，由电容C3和电阻R10组成。刚通上电后，由于电容两端的电压不能突变，电压全部加在电阻的两端，即C点为高电压。之后，电容C3充电，其两端电压逐渐升高，使C点电位逐渐降低，当低于电压比较器4的参考电压时，比较器4输出高电平，使继电器动作，接通冰箱电源。3.3 过压保护电路过压保护电路采用两级电压比较器（运放A1
14、和A2），其参考电压从A点取得。比较器1的输入电压由电位器W1提供，当电源电压由于某种原因升高时，电位器W1两端的电压升高，比较器1的输入电压亦随之升高。当输入电压高过参考电压时，比较器1输出低电平。比较器2起反相作用，在其输出端得到高电平。该电平高于电压比较器4的参考电压，从而使启动电路动作，继电器J失电断开，切断冰箱电源，使电冰箱停止工作，起到保护作用，同时该高电平使三极管 T1饱和导通，发光二极管LED1发光指示。3.4 欠压保护电路欠压保护电路由一级电压比较器3（运放A3）组成。参考电压从A点取出，输入电压由电位器W2提供，当由于某种原因电源电压下降时，电位器W2两端电压下降，比较器3
15、的输入电压亦随之下降。当该输入电压低于参考电压时，比较器3输出高电平，使启动电路动作，切断冰箱电源起到保护作用，同时，该高电平使三极管T2饱和导通，发光二极管LED2发光指示。四、调试要点T1、T2、T3采用3DG6或3DG12，要求值在80倍左右。发光二极管LED1、LED2、LED4均用5mm红色的BT205型发光管，LED3采用5mm绿色的发光管。电容C2、C4起滤波作用。C2不能太大，也不能太小，一般取47uF，C4取3050uF。电阻R10取不同的阻值，可以获得不同的延时时间，本电路采用电阻1M，电位器W1、W2均为47K。二极管D1、D2、D3、D4均采用1N4007。集成块选用L
16、M324。电路安装完毕后，通电调试。调电位器W1使电源电压高于245V时，继电器动作；调电位器W2使电源电压低于180V时，继电器动作。调试时，可借助发光管LED4的亮灭来完成。五、使用方法刚接通电源， J不带电，发光二极管LED4亮（延时显示）。经12分钟后，J带电，发光二极管LED3亮，延时完毕，说明电路工作正常。调节自耦变压器，将输出电压慢慢调低，当输出电压调至180V时，继电器J失电，LED3熄灭，LED4发光，指示电器处于断电状态，同时欠压显示发光二极管LED2亮，说明此时电网电压处于欠压状态。将电路恢复正常后，重新调节自耦变压器，将其输出电压调至245V。此时，继电器失电，LED3
17、熄灭，LED4发光，指示电器处于断电状态，同时过压显示发光二极管LED1亮，说明此时电网电压处于过压状态。六、实验报告要求1、音频功率放大器电路图。2、电路工作原理。3、电路各元器件的选择（列明细表）。4、实验测试结果报告。附：四运放LM324芯片管脚排列图 实验四 温度控制电路一、设计内容设计并制作一个温度控制电路。二、设计要求1、温度控制范围为20100。2、温控精度在2以内。三、设计方案提示传感器放大器比较器驱动电路执行机构图41 温度控制电路组成框图温度控制电路可由温度传感器、放大器、比较器及驱动电路等部分组成，组成框图如图41所示。温度传感器将温度信号转化为电压信号（正比于温度），测
18、量放大器将传感器测温电路输出的微弱信号按一定比例进行放大，然后送到比较器与给定电压比较后，控制驱动电路带动执行机构中的继电器动作，进行加热或停止加热，以达到控制温度的目的。图42 温度控制电路一个实际的温度控制电路如图42所示，是由测温电桥、测量放大器、滞回比较器及三极管驱动电路等组成。测温电路是由温度传感器组成的测温电桥。在图52中，R1、R2、R3和Rt为电桥的四个桥臂，其中Rt为热敏电阻传感器，电桥对角A、B两点为输出，接到测量放大器上，B点电压VB就是对应的温度值。电桥另一对角分别接电源电压V+ (9V)和地端。由于温度的不同，在测温电桥A、B点会产生不同的电压差，这个差值送入测量放大
19、器中进行放大。放大器电路实现对传感器测温电路输出的微弱信号按一定的比例进行放大，要求输入电阻高,输出电阻低，同时应具有很高的共模抑制比及良好的温度特性。本实验放大器电路选择由四运放集成电路LM324中的三个运放组成的仪用放大器电路，如图52中的A1、A2、A3。图中R5=R6，R7=R8，R9=R10 , 其E点输出电压VE = R9/R7 (1+2R5/R4)(VAVB)。信号被放大后进入到滞回比较器的反相输入端，与比较电压UR比较后，由滞回比较器输出信号给三极管，控制三极管导通还是截止，从而控制继电器动作。电路中设计有带滞回的电压比较器，其作用是防止温度在控制点附近变动时造成继电器的频繁通
20、断。改变滞回电压比较器的比较电压UR能改变控温的范围，控温的精度由滞回比较器的滞环宽度确定。滞环宽度（滞回电压）取决于R12和R13。该电路的滞回电压为：式中，VZ为F点电压，即稳压管2DW7的稳压值。当检测温度低于设定温度时，比较器输出高电平，三极管VT截止，继电器不吸合，LED1灯不亮；当检测温度高于设定温度时，比较器输出低电平，三极管VT导通，继电器吸合，LED1亮，继电器对加热器或者制冷器进行控制。四、元器件选择A1A4选用四运放LM324集成块，采用单电源9V直流电压供电。VT选用9012三极管。VD1VD5选用1N4004二极管；稳压二极管选用2DW7,稳压值为6V；LED1选用5
21、mm红色发光二极管；LED2选用5mm绿色发光二极管。Rt选用T-121型NTC热敏电阻传感器，具有负温度系数，在25oC时其阻值是10K。本次实验选用9V继电器JZC-23F(HG4123)。五、实验调试要点 图42电路中所给参数为参考参数，可根据温控范围调试时加以改变。电路接好后闭合开关S，LED2（绿色）灯亮,表明电源已加上。分别调整RP1和RP2，使得在温度偏低（设为控制温度t1）时，LED1（红色）灯不亮，温度偏高（设为控制温度t2）时，LED1（红色）亮，以此表示继电器动作。六、实验报告要求1、温度控制电路原理图。2、电路工作原理。3、电路各元器件的选择（列明细表）。4、实验测试结果报告。