文档介绍：电子设计综合实验实验指导书
电子信息工程系
2007年5月
内容简介 1
实验一电源模块的设计 2
一、设计目的 2
二、设计内容及要求 2
三、基本原理 2
四、参考元器件 11
五、实验仪器 11
六、实验要求 11
实验二输入通道的设计 12
一、设计目的 12
二、设计内容及要求 12
三、基本原理 12
四、参考元器件 20
五、实验仪器 21
六、实验要求 21
实验三输出通道的设计 22
一、设计目的 22
二、设计内容及要求 22
三、基本原理 22
四、参考元器件 26
五、实验仪器 26
六、实验要求 26
实验四显示单元的设计 27
一、设计目的 27
二、设计内容及要求 27
三、基本原理 27
四、参考元器件 31
五、实验仪器 31
六、实验要求 31
实验五综合系统的设计及调试 32
一、设计目的 32
二、设计内容及要求 32
四、实验仪器 32
五、实验要求 32
“电子设计综合实验”实验报告写作规范 33
一、内容及书写格式要求 33
二、提交时间 33
三、考核方式 33
四、实验参考书及参考网址 33
内容简介
本实验指导书是与电子设计综合实验课程配套的实验教材,适用于电子信息工程专业、通信工程专业和信息安全专业。本实验指导书强调实际操作,注重对学生动手能力的培养,使学生掌握常用电子电路系统的分析、设计方法,更好地理解掌握电子电路的相关知识,通过分析问题、发现问题、解决问题,锻炼学生的系统思维能力,建立一定的工程意识,培养创新意识,提高实践动手能力。
本实验指导书可作为电类专业本科生的参考实验指导,或相近专业本科、专科生的选修参考书,也可作为相关工程科技人员的实验操作指导书。
实验一电源模块的设计
一、设计目的
通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试,要求掌握:
1. 选择适当的变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源;
2. 掌握直流稳压电路的调试方法及主要性能指标的测试方法。
二、设计内容及要求
设计一个集成稳压电源,主要技术指标如下:
1. 同时输出±15V电压、+5V电压、;
2. 输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于5×10-3;
3. ;
4. 加输入保护电路,最大输入电流不超过2A。
其中电源变压器只作理论设计,保护电路拟采用限流型。
三、基本原理
1. 直流稳压电源的基本原理
直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成,。其中电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压ui。变压器副边与原边的功率比为:
式中η为变压器的效率;P2为副边功率;P1为原边功率。
直流稳压电源基本组成框图
整流滤波电路中的整流电路将交流电压ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除纹波,输出直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路,。
(a)全波整流滤波电路(b)桥式整流滤波电路(c)倍压整流滤波电路
几种常见的整流滤波电路
各滤波电容C满足:
式中 T为输入交流信号周期;RL1为整流滤波电路的等效负载电阻。
大部分集成稳压器都具有输出电压稳定的功能。集成稳压器本身不能产生功率,只是将输入端功率取出传给负载,通过控制该功率的大小使输出电压不变。电源的工作方式有线性和开关两种,集成稳压器也一样有线性集成稳压器和开关集成稳压器。一般来说,线性集成稳压器的功耗较大,变换效率只有40%左右,不适用于大功率电源,而小功率电源采用线性稳压器较好。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器(均属电压串联型),下面分别介绍其典型应用。
固定三端集成稳压器分正压和负压两个系列,两系列除输出电压极性、引脚定义不同外,其他特点相同。三端稳压器的三端是输入端子UI、,通常接地,。它由调整管、保护电路、控制电路、误差放大器等组成,端子间电压与基准电压Uref进行比较,工作时经常保持一致,当输入电压UI或输出电流IO变化时,使输出电压Uo保持稳定。
三端稳压器的内部等效电路
正压系列以78XX系列为代表,输出电压有5、6、8、10、12、15、18、20、24V等品种,输出电压精度基本上为4%。该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护,以防过载损坏。一般不需要外接元件即可工作,有时为改善性能也加少量元件。78XX系列又分三个子系列:78XX、78MXX和78LXX,其差别只在输出电流和外形,78XX输出电流为1A,