2022年测控电路课程设计方案.docx

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1、目录摘要2第一章设计的意义3其次章设计原理4一、电路设计的理论分析4二、电路的分模块介绍5三、总体电路设计8第三章仿真结果10第四章心得体会13参考文献13摘 要本次课程设计主要设计了交直流电流转换电路，对其原理做出较为详尽的说明，并对电路进行了仿真，并对仿真结果进行分析；通过该课程设计，全面系统的懂得了沟通直流转换器一般原理和基本实现方法；把死板的课本学问变得生动好玩，激发了学习的积极性；把学过的电子各个方面的学问强化， 能够把课堂上学的学问通过自己的设计表示出来，加深了对理论学问的理解；其次，这次课程设计让我基本把握了multsim软件的使用，明白了软件仿真对设计的重要性；关键字：沟通直流

2、转换器multsim软件第一章设计的意义本次课程设计为设计一个沟通电流转换器，将幅值为0.1mA-0.5mA，频率为50Hz 的沟通电流信号放大为4-20mA 标准的直流电流信号；通过本次设计， 我巩固了巩固了以前所学过的电流电压转换器、电压电流转换器和低通滤波器的相关学问，通过查阅资料学习了精密整流电路的相关学问，并应用multisim仿真软件对电路进行了仿真；通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是远远不够的，只有把所学的理论学问与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手才能和独立摸索的才能；其次章设计原理一、电路设计的理论分析本次课设要求将幅值

3、为 0.1mA-0.5mA，频率为 50Hz 的沟通电流信号放大为 4-20mA 标准的直流电流信号；由于信号均为电流信号，为了便于信号处理，先通过电压电流转换器将电流信号变为电压信号；再依据要求需要对信号进行整流、滤波、放大处理；最终将电压信号在变回符合要求的电流信号；总体框图如下：输入沟通信号电流电压转换电路全波整流电路低通滤波电路电压电流转换电路直流信号图 1电路设计总体流程图二、电路的分模块介绍1、电流电压转换器输入信号源为交变电流源，要得到沟通电压信号，这里采纳最简洁的形式，可以用跨阻放大器来实现；在此电路中，使用的是10k 放大器的两端接+（- ）15V 电源，保证其输出的电压信号

4、；2、全波整流电路把沟通电变为单向脉冲电，称为整流，将柔弱的沟通电转换成单向脉动电， 就称为精密整流，用精密二极管来实现；本次设计的用精密全波整流电路可以达到要求；下面介绍三种精密全波整流电路；图一为经典全波整流电路， A1 用的是半波整流并且放大两倍，A2 用的是求和电路，达到精密整流的目的；（ R1=R3=R4=R5=2R）2这种电路有两个优点，一个是可以通过转变 R5 来转变增益；一个是可以在R5 上并联电容进行滤波处理，刚好本次设计的符合要求；图二应用四个二极管，要求R1=R2；A1 是半波整流电路，是负半轴有输出， A2 的电压跟随器的变形，正半轴有输出，这样分别对正负半轴的沟通电进

5、行整流；图三匹配电阻要求R1=R2，R4=2R3，优点是具有输入高阻抗；假如在R4 并联电容， UO将产生直流衰减；3、低通滤波电路将一只电阻与反馈电容并联如下如所示，就构成了一个低通滤波器；就电路的直流增益： H0=-R2/R1截止频率： w0=1/R2Cf0=1/2 R2C电容值必需足够大，才能使处理后的剩余输出纹波在规定的范畴内；这要求fo 必需小于最小的工作频率 f min；4、电流电压转换器本次设计可以采纳浮动负载或接地负载两种转换电路；下图为浮动负载转换器中的同向输入型，图中电流表测得的电流I 0=V/R7；三、总体电路设计电流电压转换器依据设计要求我设计了三种方案均能达到设计要求

6、，电路图如下：图 1采纳高输入阻抗型电路整流图 2 采纳经典型电路整流并滤波图 3 衰减采纳后差分放大器型经过仿真比较图一方案性能最优，方案二电路更加简洁；下面对方案一进行具体介绍；峰值 0.5mA 沟通信号经电流电压转换器将沟通电流信号转换成沟通电压信号，经转换后电压峰值为：v1=i R01=0.510=5V；经转换后的沟通电压信号经全波整流得到单向脉冲信号（负值）：v2=- v1沟通信号进行全波整流后经带增益的低通滤波，就得到一个直流电压， 这个电压是已整流信号的均值：v3=v2 2R07+R8/R06=50.6366 255/200=3.58V电容值必需足够大，才能使处理后的剩余输出纹波

7、在规定的范畴内，依据体会公式，当 f mi=n50Hz时，其中电容应满意：C1/2 R07+R8fmin=14.14nF经过电压电流转换器，要使输出电流电压符合要求，电阻R08 的取值为： R08=v3/20=3.18/20=0.179k 第三章 仿真结果通过 multisim仿真软件的仿真电路如下图：峰值 0.5mA 沟通信号经电流电压转换器将沟通电流信号转换成沟通电压信号，经转换后电压仿真如下图所示，经转换后电压峰值为5v，与运算结果相吻合；经转换后的沟通电压信号经全波整流得到单向脉冲信号如下：经滤波后，由于加入滤波电容，电路相应发生推迟，电压是已整流信号的均值，此时仿真结果电压为3.61

8、V，与运算结果基本相符，通过滤波得到的波形如下：最终通过电流表的电流的直流重量为20.004mA，相对误差值为 0.02%，电流表的沟通重量为 0.134mA，相对误差为 0.67%，基本完成了从沟通电转化为直流电并放大的设计要求，仿真图如下：第四章 心得体会在此次的课程设计过程中 , 我更进一步地熟识了运算放大器和模拟电路工作原理和其具体的使用方法；在设计全波整流电路部分时，我通过查询相关 书籍和资料，按时精确地将系统原理弄清晰，并且找出原始电路图优点和不 足；通过自己的运算，将改进后的电路图取得了仿真的胜利；这一过程不光 增长了自己的学问，而且巩固了自己学习学问、处理问题的才能；在设计电路过程中 , 仿真电路与实际的电路有出入，经过老师的指导和与同学的争论，我对电路进行了进一步的改进；此次课程设计不光增长了我的学问，锤炼了我的动手才能，而且让我养成了查找资料、发觉并解决问题的才能；最终，由衷的感谢老师在课程设计期间对我的尽心指导和不吝教导，这些学问和才能会使我终生受益；参考文献1、基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计；2、模拟电子技术；3、电路理论；4、数字电子技术；