1、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I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2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。axoI2.纹 波 电 压 5mV。p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。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
2、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。整流电路zzzzzzengngliu流 电 路 稳压电路 滤波电路滤波电路实验一 直流稳压电源3图 12变
3、压器 B 降压，原边接交流 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
4、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 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。
5、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4实验二 音频功率放大器一、设计内容设计并制作一个功率放大器二、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
6、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
7、止电源交流声和汽船声。C1、C2 为耦合电容。实验二 音频功率放大器52、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 22TDA2030 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
8、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。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。实验二 音频功率放大器6图 23 整个音频功
9、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
10、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。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）
11、 。4、实验测试结果报告。 附：TL082 管脚排列图 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 31-Oct-2007 Sheet of File: C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibrarySchMiscellaneous Devices.ddbDawn By:+-+8 7 6 51 2 3 4+Vcc-VccTL082实验二 音频功率放大器7实验二 音频功率放大器8实验三 电冰箱电视机过压欠压延时保护器9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
12、、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，其安全使用对电源电压有一定的要求（175V 245V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
13、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实验三 电冰箱电视机过压欠压延时保护器10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
14、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 、R
15、4 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 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
16、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 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，使启动实验三 电冰箱电视机过压欠压延时保护器1
17、1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LM3
18、24。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
19、其输出电压调至 245V。此时，继电器失电，LED3 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 实验三 电冰箱电视机过压欠压延时保护器121 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 24-Oct-2007 Sheet of File: C:Program FilesDesign Explorer 9
20、9 SELibrarySchMiscellaneous Devices.ddbDawn By:+-+-+-+GNDVCC14 13 121 2 3410119 87651OUT 1- 1+ 2+ 2- 2OUT3OUT3-3+4+4-4OUT实验四 温度控制电路13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） ，测量放大器将传感器测
21、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。传 感 器 放 大 器 比 较 器 驱动电路 执行机构实验四 温度控制电路14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、R 2、R 3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+
22、 (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、A 2、A 3。图中 R5=R6，R 7=R8，R 9=R10 , 其 E 点输出电压 VE = R9/R7 (1+2R5/R4)(VAV B)。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
23、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：2132Vr式中，V Z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
24、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 5mm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、实验调试要点实验四 温度控制电路15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。
