用于微弱交流电压信号的精密整流电路的设计.doc

课 程 设 计 说 明 **大学课程设计（论文）任务书 院（系）：电气工程学院 基层教学单位： 学 号 学生姓名 专业（班级） 设计题目 用于微弱交流电压信号的精密整流电路的设计 设 计 技 术 参 数 将幅值为10mV-100mV，频率为50Hz的交流信号放大并整流为0-2.5V的直流信号。其中输出的0V对应交流10mV，输出2.5对应交流100mV。 设 计 要 求 1：完成题目的理论设计模型 2：完成电路的multisim仿真 工 作 量 1：完成一份设计说明书（其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果） 2：提交一份电路原理图 工 作 计 划 第一周周一到周二，查阅资料； 第一周周三到周五，理论设计； 第二周周一到周三，计算机仿真； 第二周周四到周五，撰写设计说明书并答辩； 参 考 资 料 1：基于运算放大器和模拟集成电路的设计 2：模拟电子技术 3：电路理论 4：数字电子技术 指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2010年7 月 1 日 **大学课程设计评审意见表 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日 答辩小组评语： 成绩： 评阅人： 年 月 日 课程设计总成绩： 答辩小组成员签字： 年 月 日  目录 第一章 绪论 2 第二章 电路工作原理 3 1 精密整流电路 3 2 单位增益KRC滤波器 5 3 加偏置电压电路 6 第三章 理论分析及设计 7 1 电路设计 7 2 器件的选择： 9 第四章 multisim仿真结果 10 第五章 实验结果分析 12 第六章 参考文献： 13 第一章 绪论 检测外部物理信号的传感器所输出的电信号通常是很微弱的交流信号。对于这些能量过于微弱的信号，既无法直接显示，也很难作进一步分析处理。许多测量仪器的测量电路经常是将这种微弱信号进行放大、整流，然后测量。本文介绍能对这种微弱信号进行放大、全波整流和滤波成直流信号的电路，灵敏度较高，基本满足了检测要求。 电路设计采用三个部分，其理论设计模型如图1.1所示： 图1.1 理论设计模型 第二章 电路工作原理 1 精密整流电路 作用：将交流信号进行整流 原理分析：运算放大器配上二极管可组成精密的非线性电路。普通非线性二级管电路受二极管正向压降、非线性伏安特性和温度的影响，误差很大。把二极管置于运算放大器的反馈回路中，就能大大削弱这种影响，提高非线性电路的精度。精密全波整流电路是基于半波整流器的工作原理设计出来的，具体工作原理如下： 半波整流器 (1) : 正的输入使导通，因此在环运算放大器产生一个负反馈。利用虚地原理可得=0。这表明将运算放大器的输出箝位在。另外，截止，因此没有电流流过， (2) ：负的输入使运算放大器的输出为正，导通。这样得到另一条经过和的负反馈通路，它仍能确保。显然，此时截止，因此从运算放大器流出，流向的电流等于v1从R1处吸收的电流，或。由此可得。另外， 图 2.1 半波整流器 可将电路的特性总结成： =0， 0 （2.1） = -（R2/R1） 0 （2.2） 当v时，运算放大器输出比高了一个二极管的压降；然而，当=0时，被箝制在-0.7V，即在线性区。因此，与饱和相关延迟的消除和输出电压摆动的降低大大改善了动态特性。 全波整流器 一种产生信号绝对值的方法是将信号本身和它的反相半波整流信号以1比2的比例组合在一起，如图1所示。这里进行反向半波整流，以1比2的比率对和HWR输出求和，可获得= - （/） -（/）。由于0时，= - （/）和0时=0，所以 图 2.2 精密全波整流器 =， 0V （2.3） = - ， 0V （2.4） 式中： （2.5） 对输入波形的两个部分以相同的增益放大。因此时，；时，。 简记为：