电子设计综合实验报告

综 合 实 验 报 告

姓名：xxx

学号：xxxxxxxxxx

班级：电子信息工程xx 班 学院：通信与信息工程学院

一、实验原理

1. 直流稳压电源的基本原理

集成稳压电源一般是由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。（如下图所示）

（1）电源变压器

将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。

（2）整流电路

将交流电压u2变为脉动的直流电压u3，使用的是桥式整

流滤泼电路。

（3）滤波电路

将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u Ⅰ，使用的是桥式整流滤泼电路。

桥式整流滤泼电路图如下：

（4）稳压电路

当电网电压波动及负载变化时, 保持输出电压uo 的稳定，使用的是固定三端集成稳压器。

正压系列：78××系列，该系列稳压块过流，过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损环。一般不需要外接元件即可工作。具体内容如下：

78+25V

负压系列：79××系列，该系列与78××系列相比出了输出电压极性，，引脚定义不同外，其他特点都相同。具体如下：

79系列稳压器外形及接线图

-25V

具体的集成直流稳压电源的电路图如下：

电路中C1，c2，c3，c4的作用，抵消线路的电感效应，防止自激，一般为0.1uF~0.33uF。

C5，c6的作用, 滤除输出端的高频信号, 改善负载的瞬态响应，一般为0.1uF~1uF。

2.RC 桥式正弦波振荡器的实验原理

RC 桥式振荡器的实验电路如下图所示。

该电路由三部分组成：作为基本放大器的运放；具有选频功能的正反馈网络；具有稳幅功能的负反馈网络。

① RC 串并联正反馈网络的选频特性。

电路结构如上图所示。一般取两电阻值和两电容值分别相等。由分压关系可得正反馈网络的反馈系数表达式：

Z 2

=V F =F =

Z +Z V 12i

R //

R +

1

1

j ωC

1

=

R

1+j ωRC R +

1

j ωC

+R //

j ωC j ωC

+

R 1+j ωRC

如令ω0=

1

RC

，则上式为F =

1

⎛ωω0⎫

⎪3+j - ω⎪ω⎝0⎭

由上式可得RC 串并联选频网络的幅频特性及相频特性的表达式和相应曲线如下图1和图2所示。

ωω

-0ω0ω

3

F =

1

⎛ωω0⎫

⎪32+ - ω⎪ω⎝0⎭

2

φ︒F =-arctg

图2 相频特性曲线 图1 幅频特性曲线 由特性曲线图可知，当ω＝ω0时，正反馈系数达最大值为1/3，且反馈信号与输入信号同相位，即φF ＝0，满足振荡条件中的相位平衡条件，此时电路产生谐振ω＝ω0＝1/RC为振荡电路的输出正弦波的角频率，即谐振频率fo 为f o =

12πRC

当输入信号V i 的角频率低于ω0时，反馈信号的相位超

前，相位差φF 为正值；而当输入信号的角频率高于ω0时，反馈信号的相位滞后，相位差φF 为负值。

② 带稳幅环节的负反馈支路

由上分析可知，正反馈选频网络在满足相位平衡的条件下，其反馈量为最大，是三分之一。因此为满足幅值平衡条件，这样与负反馈网络组成的负反馈放大器的放大倍数应为三倍。为起振方便应略大于三倍。由于放大器接成同相比

=1+例放大器，放大倍数需满足A VF

R R f

≥3，故f ≥2。为此，R 1R 1

线路中设置电位器进行调节。

为了输出波形不失真且起振容易，在负反馈支路中接入非线性器件来自动调节负反馈量，是非常必要的。方法可以有很多种。有接热敏电阻的，有接场效应管的（压控器件），本实验是利用二极管的非线性特性来实现稳幅的。其稳幅原理可从二极管的伏安特性曲线得到解答。如下图所示。

在二极管伏安特性曲线的弯曲部分，具有非线性特性。从图中可以看出，在Q 2点，PN 结的等效动态电阻为r d 2

=

dv D

di D 2

；而在Q 1

I D1点,PN 结的等效动态电阻为

I D1r d 1=

dv D

di D 1

；显然，r d 1>r d 2；也就是说，

当振荡器的输出电压幅度增大时，二极

管的等效电阻减少，负反馈量增大，从而抑制输出正弦波幅

度的增大，达到稳幅的目的。

通过Rp 调节负反馈量，将振荡器输出正弦波控制在较小幅度，正弦波的失真度很小，振荡频率接近估算值；反之则失真度增大，且振荡频率偏低。这是在实验中应当注意的。

二、实验波形

1. 直流稳压电源的波形如下图b ：

2. RC桥式正弦波振荡器的波形图：

三、实验数据测量

1. 直流稳压电源的实验数据

变电压输出电流u2=±18.6Ｖ 整流电压ｕ3=16.4V,u3’=－16.9V 滤波电压u4=24.2V，u4’=－25.9V 输出直流电压u0=12.6V,u0’=－12.7V

波纹电压u=5.9mV 电源内阻R0=0.08Ω

2. RC桥式正弦波振荡器的实验数据

输出频率f=10.268khz 输出电压u=1.23V 反馈系数0.336,0.159

四、如何使频带范围增大及移幅作用什么

RC 串并联网络正弦波振荡电路的振荡频率为

f o =

12πRC

，因此只要改变电阻R 和电容C 的值，即可调节振

荡频率。在RC 串并联网络中，利用波段开关接换不同的电容对振荡频率进行粗调，利用同轴电位器对振荡频率进行细调。为了调节振荡频率方便，通常取R1=R2=R，C1=C2=C。

本次实验设计是利用二极管的非线性特性来实现稳幅的，其原理可从二极管的伏安特性曲线得知。

如上图，在二极管伏安特性曲线的弯曲部分，具有非线性特性，在Q2点PN 结的等效动态电阻为

点PN 结的等效动态电阻为

=

|

=

|

；而在Q1>

也就

；显然

是说，当振荡器的输出电压幅度增大时，二极管的等效电阻

减小，负反馈量增大，从而抑制输出正弦波幅度的增大，达到稳幅的目的。

五、分析误差原因

由于220v 的交流电流源有可能不稳定，会对实验结果有影响。受温度等外部条件影响，会对仪器和电路元件产生影响。电路板的焊接可能对实验有影响，比如虚焊的就会影响电路，电阻，电容本身就存在误差，不是纯的，最后人的读数也会有误差。

六、心得体会

在整个实习过程中，我感受颇深，从简单的焊接，到最后复杂的组装，我从中了解到学习和实践是相互统一和相互依存的，少了哪一样，都不可能成功完成实验的。课程虽然结束了，但学海无涯，知识的海洋浩瀚无边，我需要学习的还有很多。电子原件的魅力在我的世界才刚刚开始，只有继续以电子实习的感受和经验为基础，渐渐学习总结下去，才能使自己得到更多的提高！

在电子电工知识方面

1. 熟悉手工焊锡常用工具的使用及其维护与修理。2. 基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。4. 熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。5. 能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表。

在实习过程中自己的一些思考

实习过程中我学到的不仅仅只是上述电子电工方面的知识，更重要的是以下几个方面。

实习对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知，纵观古今，所有发明造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力，就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。其中感触最深的便是实践联系理论的重要性，当遇到实际问题时，只要认真思考，用所学的知识，再一步一步探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。在实习过成中，要时刻保持清醒的头脑，出现错误，一定要认真的冷静的去检查分析错误，最后终于完成了该实验，真的很高兴，总算自己的努力还没有白费，在此我很感谢老师对我的细心指导，从他那里我学会了很多书本上学不到的东西，那些东西无论是在以后的工作还是生活中都会对我起到很大的帮助，短暂的实习结束了，但却给我以后的道路指出一条明路，那就是理论联系实际的能力，提高自己分析问题和解决问题的能力，时刻保持清醒的头脑，出现错误，一定要认真的冷静的去检查分析错误，思考着做事，态度端正，必能事半功倍。

七、小组成员

成员：xx xx xx

我的任务：焊接元件，检查电路板，记录数据。