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1、模拟电路课程设计报告设计课题： 电流电压转换电路 专业班级： 电信本 学生姓名： 学号： 55指导教师： 设计时间： 1-5 电流电压转换电路一、设计任务与要求 1.将4mA20mA的电流信号转换成10V的电压信号，以便送入计算机进行处理。这种转换电路以4mA为满量程的0对应10V，12mA为50对应0V，20mA为100对应10V。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、方案设计与论证题目要求之（一）：要求将4mA20mA的电流信号转换成为10V的电压信号，可以设计一个第一级增益为1的差动输入电路，第二级增益为2.5的电路，从而达到电流-电压转换。题目要求
2、之（二）：要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的12V直流电源。我们知道直流电源可由四部分构成，变压器，桥式整流电路，电容滤波电路及集成稳压电路构成。通过对各元器件参数的计算及电路的组合分析可初步定制出原理图。题目（一）：方案一:设计一个第一级增益为1的差动输入电路，第二级增益为2.5的电路。其原理图为：方案一总结：优点：精确/易调。缺点：电阻难买到，不是很方便，稳压管只有6.2V的。方案二:设计一个第一级增益为1的电压并联负反馈，第二级增益为2.5的电路。其原理图为：方案二总结：优点：较准确，电路简单，器材比较容易买到;缺点：由于电位器的调节不是很精确，引起实验误差，难调节。通过
3、对2个方案的比较分析，我们选出了最优的方案方案一。题目(二)：（一）桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（12V）。根据其设计流程图：我们分别设计出其四个部分的电路图，再经过组合得到其总原理图为：（二）桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（12V）。直流源四个组成部分分析：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应大于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
4、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。3、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。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：4、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。调成管决定输出电压值。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 三、单元电路设计与参数计算（一）第一级电流的计算； 由于设计要求是要把4mA20mA的电流转换成电压，所以要提供电流源。可以用制作的12V直流源与一电位
5、器串联，通过调节电位器从而达到所需的电流，运放采用差动输入。I=U/R,当I=4mA时，R=U/I=12V/4mA=3K;当I=20mA时，R=12V/20mA=0.6K.所以只要调节电位器的阻值在0.6KK之间就可以达到电流4mA20mA。选择电位器R2为10K的电位器，R1=0.5K可由2只1K电阻并联实现。这样输入电流4mA对应电压2V，输入电流20mA对应电压10V。A1设计增益为1，对应输出电压为-2V-10V.故要求电阻R6,R7，R4阻值相等，取R6=R7=R4=10K。(二)第二级的计算：因为第一级电压变化范围为-2-（-10）=8V.而最终输出应为-10V+10V，变化范围1
6、0V-(-10V)=20V，故A2级增益为20V/8V=2.5倍，又输入电流为12mA时，A1输出电压为-12mA0.5mA=-6V.此时要求A2输出为0V。故在A2反相输入端加入一个+6V的直流电压，使A2输出为0。A2运放采用反相加法器，增益为2.5倍。取R9=10K,R5=10K,R8+R11=25K(以用10K的电位器进行调节，所以选择10K的电位器)，R13=R5/R9/R8+R11=4K,R10=750。反相加法器引入电压为6V，可以用一6.2V稳压管稳压，从而达到所需的6V.四、总原理图及元器件清单（一）、总原理图（1）电流电压转换电路（2）桥式整流电容滤波集成稳压块12V直流电
7、源（二）、元件清单元件序号型号主要参数数量备注（单价:元）R101K 电位器10.5R6,R5,R9,R3,R5，R810K,1K,20K70.1R2,R13，R1110K 电位器30.5R4.100K 电位器10.5C1,C23300 uF 20.5C3,C40.47 uF20.3C5,C61 uF20.2C7,C8220 uF20.2D1 D2 D3 D4 D5In400760.2D7 D820.2变压器U2=15V1三端稳压管W7812 W7912Uo=12V21.5五、安装与调试(一)安装依据已设计出的电路图，合理地在电路板上布局，拉线。在安装的过程中注意以下几点：1、电解电容的正负极
8、不能接反；2、uA741的各管脚不能接错；3、三端稳压管三个端的作用一定要分清,特别是W7912；4、焊时拉线要直，焊点应均匀；5、电位器应先检查是否完整；6、稳压管注意PN极。（二）调试1、直流源动态调试将变压器插头插至220V交流电后，开始测稳压管两端电压Ui1和Ui2，最后测试Uo1和Uo2。这几个步骤应按顺序进行，若其中某一个步骤出现问题，应及时停下进程，切断电源，查找和想法排解故障。2、电流电压转换电路动态调试1、 先用仿真软件将原理图仿真，观察其是否符合理论结果。仿真结果如下：可知原理图符合实验要求，达到预期结果。六、性能测试与分析(一)直流源性能测试与分析1、直流源性能测试在调试
9、成功后，我们开始测试直流源各组成部分的电压。具体过程如下：测量值：(1).W7812两端管压降：9.5V W7912两端管压降：9.5V(2).+VCC: 12V -VCC: -12V2、直流源数据处理及误差分析： 1、 数据处理：理论值：（1）W7812/W7912两端管压降：9V 误差计算：=|9.5-9|/9100%=5.6% （2）稳压电压：+VCC:12V -VCC:-12V 误差计算：=|12-12|/12100%=0%；=|-12-（-12）|/12100%=0%2、误差分析：（1）、实验时读数不仔细引入实验误差；（2）、实验仪器不够精确；（3）、电子元件本身制作不精良；（4）、
10、焊接技术不够成熟，导致电路板没达到理想结果；（二）电流电压转换电路性能测试与分析。1. 电流电压转换电路性能测试1）.数据处理输入电流(mA)第一级输出电压理论值（V）第一级输出电压实际值(V)第二级输出电压理论值(V)第二级输出电压实际值(V)4-2-1.97-10-9.885-2.5-2.62-8.75-8.656-3-2.95-7.5-7.518-4-3.99-5-5.010-5-4.98-2.5-2.5112-6-6.020014-7-7.02.52.4516-8-7.8854.8918-9-8.957.57.4820-10-9.91109.85误差计算：当I=4 mA时，1=|-9.
11、88-（-10）|/10100%=2%当I=12 mA时，2|0-0|/1100%=0%当I=20 mA时，3|9.85-10|/10100%=1.5%2）误差分析：（1）、电子元件制作不精良；（2）、焊接技术有待提高；（3）、实验仪器本身存在误差,集成运放不是理想的；（4）、直流电源带负载能力有影响；（5）、实验读数时不仔细引入实验误差。 七、结论与心得（1）、由此实验可知，引入一个第一级增益为1的差动输入电路，第二级增益为2.5的电路可以实现电流到电压的转换。这个实验达到了设计要求，即1.将4mA20mA的电流信号转换成10V的电压信号，以便送入计算机进行处理。这种转换电路以4mA为满量程
12、的0对应10V，12mA为50对应0V，20mA为100对应10V。（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）（3）、在此次课程设计的之初，我们遭遇了很多障碍，感到无法理出思绪，不知从何下手，经过查阅相关书籍及上网进入相关知识库搜索，咨询学长学姐，我们逐渐找到方向，突破了难点，初步确定理论知识，并画出电路图仿真。 实验过程中，要克服很多的困难，最难的就是调试；同时由于焊接的电路板不是很方便接线，容易掉铜片，所以接线要格外小心。 总之此次课程设计对我而言意义非凡，它让我找回了对此课程的兴趣，认识了自己的兴趣，加深了我对理论知识的理解，强化我的动手能力。最后感谢曾
13、老师在这个过程中对我们的帮助及耐心指导！八、参考文献1、电工电子实践指导（第三版），王港元主编，江西科学技术出版社（2009）2、电子线路设计、实验、测试（第四版），罗杰，谢自美主编，电子工业出版社（2009）3、电子技术课程设计指导，彭介华主编，高等教育出版社（2000）4、555集成电路实用大全，郝鸿安等主编，上海科学普及出版社5、电子技术基础实验研究与设计，陈兆仁主编，电子工业出版社（2000）6、毕满清主编，电子技术实验与课程设计，机械工业出版社。7、用万用表检测电子元器件，杜龙林编，辽宁科学技术出版社（2001）8、新型集成电路的应用，梁宗善，华中理工大学出版社（2001）9、新颖实用电子设计与制作，杨振江等编，西安电子科大出版社（2000）。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：电信本 学号： 55 姓名： 课题名称电流电压转换电路 设计任务与要求1.将4mA20mA的电流信号转换成10V的电压信号，以便送入计算机进行处理。这种转换电路以4mA为满量程的0对
