峰值运算电路设计说明书

1、 模拟电子技术课程设计 ( 2011 - 2012 年度第 1 学期) 题 目：峰值运算电路设计 院 系：机械工程学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 2周 日期：2011年1月 1 日 目录一·课程名称······························&

2、#183;···········3二·设计目的和要求·································3三·设计框图

3、3;·········································4四·所用器件和原理······&

4、#183;··························5五·理论计算·····················&

5、#183;····················8六·电路调试···························&

6、#183;··············9七·参考文献·································&

7、#183;·······11八·设计体会········································

8、·11一·课程名称 峰值运算电路二·设计目的和要求 设计目的1. 使学生在学完了模拟电子技术课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。2. 熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法，了解面包板结构及其接线方法，了解峰值运算电路的组成及工作原理。3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字时钟系统的能力。 4. 培养书写综合设计实验报告的能力设计要求设计一个峰值运算电路，使其您呢个够将输入信号的峰值显示出来。三

9、3;设计框图峰值引入部分峰值显示输出峰值检测图3.1四·所用器件及原理 二极管 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍

10、增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。p-n结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩电压之分 图4.1 二极管 运算放大器运放如图有两个输入端a（反相输入端），b(同相输入端)和一个输出端o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点，它相当于电路中的参考结点。)之间，且其实际方向从a 端高于公共端时，输出电压U实际方向则自公共端指向o端，即两者的方向正好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间，U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见，a端和b 端分别用"-"和"+&q

11、uot;号标出，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性 图4.2运算放大电路 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）： 图4.3 电压峰值检测波形峰值检测原理：峰值检测的基本原理很简单，通过一个简单的电压跟随器，正相输入信号，输出直接接反相，这样输出的值

12、就是输入值。若在输出与波形检测部分并接一电容，当波形值增加时，显示部分能指示出这一增加过程，同时电容也在充电，电容的电压不断增加。当波形的峰值下降时，由于电容已充电，这是波形显示部分显示的是电容记录的最大值为了防止电容电压下降，在电容与电压跟随器之间加一二极管。由于二极管的的单向导通性，二极管的电压不会“流失”这样就能保证显示部分记录的就是输入波形的最大值。即“遇增增，遇减不变” 图 4.4 电压跟随器简图五·理论计算1、 理论计算过程较为简单，为了使反应灵敏一些，电容选择较小一些，本例中选的是1UF的电容。2、 电阻选择10m。 六·电路调试图4.5 总体电路图 给电路输

13、入一个正弦信号源，使输入信号为2khz，然后可观察出输出的峰值信号。 图4.6 输入信号图 图4.7 输出峰值图七·参考文献【1】 高吉祥.电子技术基础实验与课程设计M.北京：电子工业出版社，2002 【2】 张一.刘强.测量与控制电路.北京：北京航空航天大学出版社,2009【3】 何希才.邹炳强.通用电子电路应用400例. 北京：电子工业出版社，2005【4】 daef5ef7ba0d3c3a.html八·设计体会 通过这次课程设计学习，让我对各种电路都有了大概的的了解，学会常用绘图软件的使用。这次课程设计，我收获良多。在一开始的时候，很担心自己不能完成实验，因为这学期的数字电子技术不是学得很好，造成信心不是很足。后来也证明了我是可以独立完成