电子系统综合设计.pdf

《电子系统综合设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电子系统综合设计一一一、一、、、实实实验目的实验目的：：：本次电子设计要求学生自行完成脉宽调制法电容/电压(C/V)转换器电路设计和方波-三角波发生器电路设计，并运用电子仿真软件multisim对所设计的电路进行分析、测试，直至测试结果符合设计要为止，使学生了解、掌握电子仿真软件multisim的应用，并通过仿真软件的仿真结果，使学生进一步掌握脉宽调制法电容/电压(C/V)转换器和方波-三角波发生器的电路设计思路、电路结构、元器件参数的选取及计算过程，最后根据电路原理图进行电路板焊接和调试，对模拟仿真结果进行验证，从而为学生以后的科研工作打下一个坚实的基

2、础。二、实验器材：：：电脑一套，multisim仿真软件一套。三三三、三、、、实验进度安排：：：(1)根据所给题目要求，自行设计电路原理图，并对电路设计原理进行分析。(2)运用multisim仿真软件对电路进行仿真，用虚拟示波器观察各点波形，根据波各点波形对器件参数进行适当的修改，直道测试结果满意为止，从而加深了学生对电路设计原理的进一步掌握。(3)按照电路原理图焊接电路、调试电路，用示波器观察各点波形，分析测得波形与虚拟示波器观察各点波形是否一样。四四四、四、、、实实实验实验验验内容内容：：：实验一、方波-三角波发生器仿真分析实验二、脉宽调制法电容/电

3、压(C/V)转换器仿真分析五五五、五、、、实验原理：：：实验内容一、、、方波、方波-三角波发生器仿真分析：：：
设计要求：设计振荡频率为500Hz的方波-三角波发生器，要求方波输出电压为±12V，三角波输出电压为±6V。要求写出设计思路、电路结构、元器件参数的计算过程，运用multisim仿真软件对所设计的电路进行分析、测试；若测试结果不满足设计要求，调整电路结构或改变电路元器件参数，直至测试结果符合设计要求。
设计思路：设计波形发生器电路通常考虑两个方面的因素：一是选择什么样的输出波形电路，其次是确定该电路的振荡频率。对于10KHz以下的振荡电路，通常

4、对器件（即运放性能）要求不高，选择余地较大。当要求的工作频率较高时，需要考虑性能较好的专用集成运算放大器。在确定振荡频率时，应先选择积分电容的大小，一般在0.01uF--0.33uF之间，然后再确定电阻的大小，一般在几kΩ-100kΩ之间。
确定电路形式：一般来说，方波-三角波发生器是由一个迟滞比较器和一个积分电路组成，电路框图和电路设计原理图如图1和图2所示：图1电路框图
电路设计原理图：1XSC10GT7C16AB100nFVEE3-12V10k¦¸R14U1AVEE011%2V01R4RW24U2B510k¦¸R212V0225.11k¦¸1%31

5、1%10k¦¸50%88LM358AMKey=B38LM358AMR3RW120k¦¸VDD50%R510k¦¸10k¦¸Key=A1%1%40VDD12V图2电路原理图
计算元器件参数：R2由于三角波最大输出电压为：V=V02mCCR+R3W1V02mR261由此可以得到：===VR+R122CC3W1若取R=10KW,则R+R=20KW;取R=10KW,R=20KW的电位器；平衡23W13W1电阻R=10KW。1根据方波—三角波的频率公式：R3+RW12R21f===4R(R+R)C4R(R+R)C2(R+R)C24W224W24W21可以得到：R+

6、R=,取4W22fC11C=1.0uF,则R+R===10KW4W26-2fC2´500´0.1´10取R=5.1KW,R为10KW的电位器，平衡电阻为R=10KW.4W25其中：图中的RW1=20K电位器是调节三角波幅值的，RW2=10K电位器是调整频率的。
选取元器件，画电路图，进行仿真分析，仿真结果如图3所示：2图3仿真波形由分析结果可知：方波-三角波的频率：f=1=1-3=500Hz。T2´10三角波的幅值：V=±6V。02方波的幅值：V=±9.7V£±12V,这是由于运放的输出级NPN和PNP两种晶体管组成复合互补电01路，输出方波时，两个管子

7、交替导通，由于导通是输出电阻的影响，使方波的输出幅度小于电源电压值。可以提高直流电源，使V=14V,-V=-14V。CCEE（（（二（二二二）、）、脉宽调制法电容/电压(C/V)转换器仿真分析题目设计要求：利用脉冲宽度调制法(简称脉宽调制法，英文缩写为PWM)可以测量电容量。首先利用被测电容Cx的充放电过程去调制一个频率和占空比均固定的脉冲波形，使其占空比D与Cx成正比，然后经过滤波电路取出直流电压/Vo，送至A/D转换器中。显然测量电容量的转换过程为：Cx↑→D↑→/V↑，反之亦然，由此可完成C/V转换，将被测电容量转换成直流电压，实现对电容量进行数字

8、化测量的目的。设计思路：如图4所示，给出了专配3½位数字电压表的五量程电容测量电