电子系统仿真与设计.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.74M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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目录一、设计目的 .......................................................................................................................................................3 二、设计要求 .......................................................................................................................................................3 三、方案设计与论证 ..........................................................................................................................................3 （1）方案一：LM317+电路计数+模拟电路 ....................................................................................... 3 （2）方案二：LM317+单片机计数+模拟电路 .................................................................................. 4 （3）方案三：稳压电路+数字电路计数+D/A 转换 ........................................................................ 4 四、设计原理及电路图 .....................................................................................................................................4 （1）整流滤波电路 ................................................................................................................................... 4 （2）辅助电源 ............................................................................................................................................ 5 （3）数字控制部分 ................................................................................................................................... 5 （4）电压调节模块 ................................................................................................................................... 5 （5）整体设计电路 ................................................................................................................................... 6 五、测试与分析 ...................................................................................................................................................7 （1）输出电压 ............................................................................................................................................ 7 （2）纹波与输出电流 .............................................................................................................................. 9 （3）稳压系数 ............................................................................................................................................ 9 （4）直流电源内阻 ................................................................................................................................ 10 六、结论与心得 ................................................................................................................................................ 11 七、参考文献 .................................................................................................................................................... 11

一、设计目的 1．掌握电子系统设计的基本原理和方法，应用方案比较、方案论证、测试方案论证、测试仪器选择、数据分析、系统总结等方法进行系统整体方案设计； 2．具有设计、仿真单元电路和整体系统的能力； 3. 具有运用相关电子设计工具软件（如 Multisim）的应用能力，能使用相应软件进行实例设计； 4. 具有综合分析测试数据的能力。二、设计要求主要任务：基于 Multisim 的 AC-DC 数字稳压电源设计与仿真，技术指标要求如下：设计并制作有一定输出电压调节范围的数控直流稳压电源。基本要求如下 1．输入 220V，50Hz 交流电，输出直流电压调节范围 2~9V； 2. 输出直流电压能步进调节，步进值为 1V，由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增、减； 3．纹波小于 10mV，输出电流不低于 500mA； 4．稳压系数（输出电压变化量与输入电压变化量之比）小于 0.2； 5．直流电源内阻小于 5 欧姆； 6．由一个 8 段数码管显示当前设置的电压值。 7. 设计能支撑上述系统工作的辅助电源（即，1-6 描述的是数字稳压电源，但为了让这个数字稳压电源工作，一般要外接工作电源，该部分就是设计该工作电源）。三、方案设计与论证（1）方案一：LM317+电路计数+模拟电路论证：使用的器件量较小，但对器件的依赖性较大、调试较困难、与计算机配合不如数字技术方便。

（2）方案二：LM317+单片机计数+模拟电路论证：单片机的可编程性强，但需要的期间太多，不易调试。（3）方案三：稳压电路+数字电路计数+D/A 转换论证：对器件的依赖性较小、调试较容易、与计算机配合方便、具有可编程功能。最终选用此方案。四、设计原理及电路图（1）整流滤波电路设计思路：整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。按照电路结构可分为零式电路和桥式电路；桥式电路是基于零式电路的，实际上是由两个半波电路串联而成，它不仅克服了零式电路只利用了电源的半个周期、整流电压的脉动大的不足而且已有性能好、使用方便的集成整流桥块；基于此次设计要求，选择单相桥式整流电路（集成整流桥块）。仿真电路图：

（2）辅助电源设计思路：根据变压器型号和整流滤波电路的输出以及电路内部芯片所需电压，将两级安全降压至 5V。仿真电路图：（3）数字控制部分设计思路：通过“+” “—”按键开关产生上升沿或者下降沿信号使得可逆计数器计数，运用加法器实现数码管显示始终从 2 开始而非从 0 开始，这样很简单的满足电压输出为 2V 开始的要求；仿真电路图：（4）电压调节模块设计思路：基于数字译码技术和电阻网络的电压调节，灵活性极强、成本很低，适合初学者做相关实验和设计。

仿真电路图：（5）整体设计电路

五、测试与分析（1）输出电压 Uo=2V Uo=3V

Uo=4V Uo=6V Uo=9V

（2）纹波与输出电流由输出电压测试可知，纹波均小于 10mV。输出电流测试如下：可见输出电流不小于 500mA，符合设计要求（3）稳压系数

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