电子综合实训-同相运算放大电路设计(最终版)

电子综合实训-同相运算放大电路设计(最终版) 电子综合实训-同相运算放大电路设计(最终版) 电子综合实训 题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师 同相运算放大电路的设计 理学院 电信理 XXXX XXX 贾信庭 201X 年 X 月 X 日 电子综合实训任务书 学生姓名: XXXX 专业班级: XXXXXXXX 指导老师: 贾信庭 工作单位:武汉理工大学理学院 题目:同相运算放大电路的设计 初始条件:直流稳压电源一台、万用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、 镊子等必备工具 要求完成的主要任务:(包括电子综合实训工作量及其技术要求以及 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 撰写 等具体要求) 1、 技术要求: 设计一种模拟信号的同相运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路 ? v的运用，要求能够实现函数( v o ? 5 v i i2 ? 0.5 v i3 )的三路可调输入模拟信1 号的运算，测试并记录下各节点的波形图。 2、 主要任务: (一)设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 (1) 按照技术要求，提出自己的设计方案(多种)并进行比较; (2) 以集成电路运算放大器LF353为主，设计一种模拟信号运算电路(实 现方案); (3) 依据设计方案，进行预答辩; (二)实现方案 (4) 根据设计的实现方案，画出电路图; (5) 查阅资料，确定所需各元器件型号和参数; (6) 在面包板上组装电路; (7) 自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求; (8) 撰写设计说明书，进行答辩。 3、 撰写电子综合实训说明书: 封面:题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期 任务书 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 (自动生成) 正文:1、技术指标;2、设计方案及其比较;3、实现方案; 4、调试过程及结论;5、心得体会;6、参考文献 成绩评定表 时间安排: 电子综合实训时间:19周,20周 19周:明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩; 20周:按照实现方案进行电路布线并调试通过;撰写电子综合实训说明书。 指导教师签名: 年 月 日 系主任(或负责老师)签名: 年 月 日 目 录 1 技术指 标 ........................................................................................................................ ............. 1 2 设计方案及比 较 ......................................................................................................................... 1 2.1 方案 一 ........................................................................................................................ ....... 1 2.2 方案 二 ............................................................................................................................... 2 2.3 方案 三 ............................................................................................................................... 3 2.4 方案比 较 ........................................................................................................................... 3 3 实现方 案 ..................................................................................................................................... 4 4 调试过程及结 论 ......................................................................................................................... 5 5 心得体 会 ..................................................................................................................................... 6 6 参考文 献 ..................................................................................................................................... 6 武汉理工大学《电子综合实训?》说明书 同相运算放大电路的设计 1 技术指标 设计一种模拟信号的运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路的运用，要求能够实现特定函数(vo=5vi1+vi2-0.5vi3)的三路可调输入模拟信号的运算，测试并记录下各 节点的波形图。 2 设计方案及比较 2.1 方案一 图1 方案一的原理图 方案一的原理图如图1所示，该方案是由一个LF353运算放大器构成，直接输入 vi1 ，v??2 ，v??3经过放大器U1:A后得vo=5vi1+vi2-0.5vi3。 vo具体运算如下: 1 vo?vp??6v???vn??1+v???vp??3v??2?vn??2=vp??5 (1) (2) +=vn??4 武汉理工大学《电子综合实训?》说明书 由虚短虚断得: vn=vp (3) 将R1=1kΩ ,R2=5kΩ ,R3=10kΩ ,R4=10kΩ ,R5=1kΩ ,R6=5kΩ带入以上方程，并联立(1) (2) (3)三式可得:vo=5vi1+vi2-0.5vi3。 2.2 方案二 图2 方案二的原理图 方案二的原理图如图2所示，该方案由两个LF353运算放大器构成。 vi1，v??2由第一级输入，经过U1:A得 vo1=?5 ????1? ????2 , vi3由第二级输入，经过U1:B得 vo=?vo1? 0.5????3=5 ????1+ ????2? 0.5????3。 vo具体运算如下: v???v????1 v???v????3 ++ v???v????2 v???v????5 =? v???v????4v???v????6 (4) (5) =? 由虚短虚断得: v??1=v??1=0 (6) v??2=v??2=0 (7) 将R1=1kΩ ,R2=5kΩ ,R3=2kΩ ,R4=2kΩ ,R5=1kΩ ,R6=1kΩ带入以上方程，并联立(4) (5) (6) (7)四式可得:vo=5vi1+vi2-0.5vi3。 2 武汉理工大学《电子综合实训?》说明书 2.3 方案三 图3 方案三的原理图 方案三的原理图如图3所示，该方案由两个LF353运算放大器构成。 vi3由第一级输入，经过U1:A得 vo1=? 0.5????3 , vi1，v??2由第二级输入，经过U1:B得 vo=vo1+5 ????1+ ????2 =5 ????1+ ????2? 0.5????3。 vo具体运算如下: 由虚短虚断得: v??1=v??1=0 (10) v??2=v??2=v (11) ??6+??7?? 将R1=1kΩ ,R2=5kΩ ,R3=5kΩ ,R4=2kΩ ,R5=1kΩ ,R6=1kΩ ,R7=6kΩ带入以上方程，并联立(8) (9) (10) (11)四式可得:vo=5vi1+vi2-0.5vi3。 ??6 ??1 v??3?v??1 ??4 =? ??2 v??1?v????5 (8) ??3 v???v??+ v???v??=? v???v?? (9) 2.4 方案比较 3 武汉理工大学《电子综合实训?》说明书 3 实现方案 由于是两个人一组，且两人共六套设计方案均不相同，经由本组协商讨论，选取组员XXX的第三套设计方案作为实现方案。 图4 实现方案的原理图 实现方案的原理图如图4所示，该方案由两个LF353运算放大器构成。 vi1，v??2由第一级输入，经过U1:A得 vo1=?5 ????1? ????2 , vi3由第二级输入，经过U1:B得 vo=?vo1? 0.5????3=5 ????1+ ????2? 0.5????3。 vo具体运算如下: 由虚短虚断得: v??1=v??1=0 (14) v??2=v??2=0 (15) 将R1=1kΩ ,R2=5kΩ ,R3=2kΩ ,R4=2kΩ ,R5=1kΩ ,R6=1kΩ带入以上方程，并联立(12) (13) (14) (15)四式可得:vo=5vi1+vi2-0.5vi3。 4 v???v????1 v??3?v??2 ??3 ++ v??2?v??1??2v??1?v??2 ??5 =? v???v????4v???v??2??6 (12) =? (13) 武汉理工大学《电子综合实训?》说明书 根据上述方案，将用到以下元器件，如表2所示: 根据原理图，将准备好的器件组装成型，如图5所示: 表2 元器件清单 图5 实现方案的实物图 4 调试过程及结论 此次实验只提供了一个5V的输入电压，需要我们通过滑动变阻器将5V的电压变为试验所需的输入电压。在引入滑动变阻器调节输入电压的过程中我们遇到了阻碍，一开始我们是直接将滑动变阻器串联到输入端的，这样做导致了我们无法将输入电压调至0~5V可调，最低只能将输入电压调至2.6V左右，这不符合试验标准。经过再讨论我们最终更换了滑动变阻器的引入方式，我们将滑动变阻器的左端接地，中间接输入端，右端接5V恒压源，这样就可以做到输入端电压0~5V可调了。随后进行数据测量，实验所得数据与理论值误差均小于1%，在允许误差范围内。三组实验数 据如下表3所示: 表3 实验数据的记录 5 武汉理工大学《电子综合实训?》说明书 从测量的三组数据来看，我们设计的电路的调试结果与理论值误差均小于1%，在允许误差范围内，所以说我们所设计并连接的电路实现了同相运算放大电路的设计要求，基本上满足了函数式vo=5vi1+vi2-0.5vi3。 5 心得体会 本次电子综合实训的实训内容为同相运算放大电路的设计，这个实验内容相对简单，是我们《模拟电子电路》课上所学过的内容，所以我设计三套方案的过程中并没有遇到什么阻碍，很快便设计完成了。 但随后的仿真，我遇到了阻碍，由于物理JD班并没有开设《电子线路辅助设计》课程，所以我没有学过关于电子电路仿真的相关软件的使用，好在我寝室中有两个电信班的同学，他们学过这门课，会使用proteus仿真软件，在他们的指导下我也学会了proteus的使用方法，随后我便用这款仿真软件对我设计的三套方案进行仿真，最终的仿真结果与理论值的误差较小，证明我设计的这三套方案是正确的。 在设计与仿真过后就是布线了，这次我用到了面包板，这和我曾在《电子电工实习》课上用到的电路板不同，这个面包板不需要进行焊接只需要将线插入对应的凹槽中就能做到连通电路了。通过这次实际体会，我发现这种不用焊接的面包板在教学方面更加方便实用，而且还能多次利用节省器材。 最后便是调试了，在调试过程中，我们组在引入滑动变阻器改变输入电压这一环节出了错，后经过讨论纠正了错误，最终得到了正确的实验结果。在调试的过程中我充分认识到了实践与理论的差别，从书本上学到的知识如果不加以实践总会有一些差漏，将所学的知识学以致用才能使我们得到提升。 总的来说这次的电子综合实训让我收获颇多，希望学校多多开设这样的实践课程让我们将课本上所学的知识学以致用，加深我们的理解。实践才是检验真理的唯一标准。 6 参考文献 [1] 吴友宇，伍时和，凌玲.模拟电子技术基础.北京:清华大学出版社，2009. [2] 周新民，周晓年，刘明，等. 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 实践与训练教程.武汉:武汉理工大学出版社，2009. [3] LF353资料网址 www.national.com 6 本科生电子综合实训成绩评定表 指导教师签字: 年 月 日