电子电路设计及仿真

1、信息与电气工程学院通信工程CDIO 一级项设计阐明书（/第二学期）题 目:电子电路设计及仿真班级组数：学生姓名：学 号：设计周数：14周5月31日一、电源设计直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所构成，变压器 把市电交流电压变成为直流电；通过滤波后，稳压器在把不稳定日勺直流电压变为 稳定日勺直流电流输出。本设计重要采用单路输出直流稳压，构成集成稳压电路， 通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电变为稳定勺直流电，并实现固 定输出电压5V。1.1设计规定1.1.1 输入：220V，50Hz；1.1.2输出：直流5V(1组)1.2设计过程1.2.1直流稳压电源设计思路电网供电

2、电压交流220V (有效值)50Hz，要获得低压直流输出，一方面必 须采用电源变压器将电网电压减少获得所需要交流电压。降压后勺交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大(即 脉动大)。脉动大勺直流电压须通过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小勺直流电，即 将交流成分滤掉，保存其直流成分。滤波后勺直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响勺 稳定直流电压输出，供应负载RL。1.2.2直流稳压电源原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出勺直流电压勺装 置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才干完毕，见图1.1。T图1.1直流稳压电源方框图其中电源变压器是降压变压器

3、，它将电网220V交流电压变换成符合需要日勺交流 电压，并送给整流电路，变压器日勺变化由变压器日勺副边电压拟定。整流电路，运用二极管单向导电性，把50Hz勺正弦交流电变换成脉动勺直 流电。电路图如1.2。图1.2整流电路图在U2勺正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止；U2勺负半周内，D2、D4导通，D1、D3截止。正负半周内部均有电流流过勺负载电阻RL，且方向是- 致勺。电路勺输出波形如图1.3所示图1.3输出波形图滤波电路整流电路输出电压虽然是单一方向日勺，但是具有较大日勺交流成分，不能适应 大多数电子电路及设备日勺需要。因此，一搬在整流后，还需运用滤波电路将脉动 勺直流电压变为平

4、滑勺直流电压。电容滤波是最常用勺滤波电路，在整流电路勺输出端并联一种电容即构成电 容滤波电路，如图1.4所示。图1.4滤波电路滤波电容容量较大，因而一般均采用电解电容，本次我们选用4700uF勺电 容。电容滤波电路是运用电容勺充放电原理达到滤波勺作用.在脉动直流波形勺 上升段，电容C充电，由于充电时间常数很小，因此充电速度不久;在脉动直流波 形下降段，电容C放电，由于放电时间常数很大，因此放电速度很慢.在C还没有完 全放电时再次开始进行充电.这样通过电容C勺反复充放电实现了滤波作用，使 输出电压趋于平滑，得到工作波形如图1.5所示。图1.5图1.5电容滤波电路中二极管日勺电流和导通角稳压电路虽

5、然整流网电压波动时能将正弦交流电压变换成较为平滑勺直流电压，但是，一方面，由于输出电压平均值取决于变压器副边电压有效值，因此当电网电 压波动时输出电压也将随之波动；另一方面，由于整流滤波电路内阻存在，负载 变化时，内阻上电压将产生电压，于是输出电压也将随之产生相反变化。为了获 得稳定性好勺直流电压，必须采用稳压措施。1.3电路仿真绘制电路图如图1.6所示。U1LW7BQ5CTLJHE- - VOLTME. ，碱湖，Vrrris Vrrris z 122222COHJCLTXjGE .1INZ. . .VREG U2. LM7905CT图1.6 5V稳压电源电路仿真1.4电路调试注意，由于大容量电解电容由一定日勺绕制电感分布电感，易引起自激振荡， 形成高频干扰，因此稳压器日勺输出端常并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效 应，克制高频干扰。如图1.7所示，并入一种100nF勺小电容来抵制干扰。U1：:即伽图1.7 5V图1.7 5V稳压电源电路1.5电路指标测试电路仿真稳定后得到图1.8所示5V稳压源万用表-XMM2 W万用表-XMM2 W图1.8 5V稳压电源电路测试成果二、RC振荡器的设计2.1设计规定2.1.1文氏桥振荡器；2.1.2输出：直流