模電課程設(shè)計(jì)--電容測(cè)試電路的設(shè)計(jì)-在線(xiàn)瀏覽
2024-08-01 08:12本頁(yè)面
【正文】 二 學(xué)期 第 16 周 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 承擔(dān)任務(wù) 王來(lái)軍 RC 正弦振蕩電路 的設(shè)計(jì) 朱敏 RC 正弦振蕩電路 的設(shè)計(jì) 劉俊偉 電壓跟隨器 的設(shè)計(jì) 王東晨 電壓跟隨器 的設(shè)計(jì) 陶加男 電容 \交流電壓轉(zhuǎn)換電路 的設(shè)計(jì) 楊小兵 電容 \交流電壓轉(zhuǎn)換電路 的設(shè)計(jì) 何雨 有源帶通濾波電路 的設(shè)計(jì) 汪輝 有源帶通濾波電路 的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的 學(xué)習(xí)電容測(cè)量電路 的設(shè)計(jì)方法； 研究電容測(cè)量電路的設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)要求 （ 1）設(shè)計(jì)一個(gè)五量程的電容測(cè)量 電路 ； （ 2）擬定設(shè)計(jì)步驟； （ 3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)好電路，選好元件及參數(shù)； （ 4）要求繪出原理圖； （ 5）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。本測(cè)試電路有四個(gè)部分，包括 RC 正弦振蕩電路、電壓跟隨器、 電容 \交流電壓 轉(zhuǎn)換電路和帶通濾波電路。 電容測(cè)量電路的設(shè)計(jì)是為了方便準(zhǔn)確的測(cè)量電容性能。 本電路功能通過(guò) Multisim 軟件實(shí)現(xiàn)。不同量程的選擇可以通過(guò)不同檔電阻大小的改變實(shí)現(xiàn)。而用萬(wàn)用表僅能粗略地檢查一下電容是否失效或漏電情況。 在直流穩(wěn)壓電源下，由文氏電路產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)過(guò)電容電壓轉(zhuǎn)換電路 ， 輸出電壓和電容量成正比，通 過(guò)測(cè)量電壓大小 然后就可以知道電容兩大小 。 圖 電 容測(cè)試電路設(shè)計(jì)總體框圖 RC 正弦 振蕩電路 Cx 電容 \ 電 壓 轉(zhuǎn)換電路 帶通 濾波器 Uo 電壓跟隨器 7 第二章 單元電路設(shè)計(jì) RC 正弦振蕩電路 又稱(chēng) 文氏橋震蕩電路 ， 用來(lái)產(chǎn)生 500Hz 正弦信號(hào)作用于被測(cè)電容。調(diào)節(jié)電位器 R6 可改變負(fù)反饋深度，以滿(mǎn)足震蕩的振幅條件和改善波形。 D D2 采用硅管 (溫度特性好 )，且要求特性匹配，才能保證輸出波形征服半周對(duì)稱(chēng) 。 電路的振蕩頻率 111 21 CRf π? =500Hz 起振的幅值條件 Rf/R2=2 式中： Rf=R6+R4+（ R5//rD） ， rD 為二極管正向?qū)娮琛?R6 的百分比至 30%左右時(shí)，電路能夠振蕩。一般改變電容 C作量程切換，而調(diào)節(jié) R 做量程內(nèi)的頻率細(xì)調(diào)。反饋系數(shù)為 1，輸入電壓等于輸出電壓。 電壓跟隨器起緩沖、隔離、提高帶載能力的作用 .共集電路的輸入高阻抗，輸出低阻抗的特性，使得它在電路中可以起到阻抗匹配的作用，能夠使得后一級(jí)的放大電路更好的工作。本單元設(shè)計(jì)中用 500Hz 的交流電壓源代替 RC 正弦振蕩電路所產(chǎn)生的交流信號(hào) 。 通過(guò) Multisim 軟件仿真可以出輸入波形和輸出波形重合這一特點(diǎn)。 電路的輸入電抗為被測(cè)電容的容抗，即 XXC fCjCjX X ?? 211 ?? 當(dāng)電容量程不同時(shí)，電容的反饋電阻 Rf 將不同，轉(zhuǎn)換關(guān)系也將不同 。因此，不難發(fā)現(xiàn)，在各電容擋，電路的轉(zhuǎn)換系數(shù)的最大數(shù)值均相等，也就限制了 A/D 轉(zhuǎn)換電路的最大輸入電壓。 相當(dāng)于反相比例運(yùn)算電路： Uo=(Rf/Xcx)Ui=2Rf*pi*f*Cx*Ui 圖 電容 \電壓轉(zhuǎn)換電路 此電路輸出端經(jīng) Multisim 仿真，得出不規(guī)則波形，因此需要進(jìn)行濾波 。此外，有源濾波器體積小、重量輕、成本低且穩(wěn)定性好，方便調(diào)試和應(yīng)用；有源濾波器的缺點(diǎn)是：需要提供直流電源才能工作、電阻產(chǎn)生熱噪聲且運(yùn)算放大器等有源元件的高頻特性不 太好。 用于載波通信或弱信號(hào)提取等場(chǎng)合，以提高信噪比。設(shè)前者的截止頻率為 f1, 11 后者的截止頻率為 f2， f2 應(yīng)小于 f1，則通頻帶為 （ f1f2） 。 二階無(wú)限增益多路反饋帶通濾波器的電路如圖所示。 在實(shí)際的濾波器設(shè)計(jì)過(guò)程中， 通常選取 C1 = C2 ，并記為 C ，按照下面的步驟實(shí)現(xiàn)二階無(wú)限增益多路反饋帶通濾波器的設(shè)計(jì)： (a)選
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