电压转换器、电压电流转换器、 声控式音乐彩灯控制器模电设计

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1、目录第1章电流/电压（I/V）转换器的制作与调试11.1设计任务11.2总体设计方案21.3系统分析与设计21.3.1分析给出的电路图。21.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单41.4.1总电路图41.4.2元器件清单41.4.3仪器仪表清单51.5系统安装、调试与参数测量51.5.1系统安装。5按照电路图焊接电路板，以备于实验中应用电路板。51.5.2系统调试。51.5.3参数测量。51.6改进意见6第2章电压/电流（V/I）转换器的制作与调试62.1设计任务62.2总体设计方案72.3系统分析与设计72.3.1分析给出的电路图。72.4元器件清单、仪器仪表清

2、单82.4.1元器件清单82.4.2仪器仪表清单92.5系统安装、调试与参数测量及误差分析92.6改进意见10第3章声控式音乐彩灯控制器的制作与调试103.1设计任务103.2总体设计方案113.3系统分析与设计113.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单123.4.1总电路图123.4.2元器件清单123.4.3仪器仪表清单133.5系统安装、调试与参数测量133.5.1系统安装133.5.2系统调试133.5.3参数测量143.6改进意见143.6.1改进意见14第4章收获体会及参考资料1414第1章电流/电压（I/V）转换器的制作与调试1.1设计任务①根据有

3、关模电课程的学习，利用集成运放知识和查阅相关资料制作电流电压转换器将输入电流转换成输出电压，并进行调试。②要求将0~10毫安电流信号转换成0~10伏电压信号。③分析电路的工作过程，完成制作与调试。④填写下表，分析结果。表1.1电流/电压转换数据记录表电流信号（毫安）0246810电压信号（伏）1.2总体设计方案本实验课题是电流/电压的转换器，为实现其功能，结合理论与实际，作出如下设计方案：①输入的信号是电流源，将电流源接一个负载，就可以将其看作电压源。②通过运算放大器，将“输入电压”进行一定倍数的放大。③通过引入电压并联负反馈，稳定输出电压。④总体方案框图。14输

4、入信号（V）集成运放电路输出信号（I）反馈调节电路图1.1项目一方框图1.3系统分析与设计1.3.1分析给出的电路图。图1.2电流/电压转换电路原理图①-15V电压那个支路是用来调零的：当电流Ii=0时，调整电位器使V0=0。(设左下角10k电位器电压为Vip)②输入端电阻R为电流采样电阻，很小(电流表内阻越小越好)，且一定满足R<<100k，故Ii在R上产生电压。设R上端电位为Vi1，R下端电位为Vi2。所以Ii*R=(Vi1-Vi2)。③设右边10k电位器可调端电压为Vop。2个2k电阻与100k电阻的连接节点电位设为Vn(上面的)和Vp。④输入输出关系推导如

5、下：由运放虚断，则2个2k电阻上无电流，有：(Vi1-Vn)/100k=(Vn-Vop)/200k14（式1）(Vi2-Vp)/100k=(Vp-Vip)/200k（式2）由运放虚短，则Vn=Vp（式3）联立3个方程，得Vop=Vip-2(Vi1-Vi2)=Vip-2*Ii*R⑤设右边10k电位器上半边电阻为Rup，下半边电阻为Rdown因为右边10k<<200k(最上边的)，故200k的分流可忽略。则Vop是电位器分压Vo所以Vop=Rdown×Vo÷(Rup+Rdown)=Rdown×Vo÷10k所以Vo=(10k/Rdown)*Vop=(10k/Rdown)

6、*(Vip-2*Ii*R)右边10k的电位器负责调整增益的。当调节右边电位器使Rdown=10k,调节左边电位器使其滑到最左段即Vip=0,R=0.5k时Vo=-Ii，改变电流输入方向使Vo=Ii.电流Ii流过电阻R，电阻R两端产生电压U，运放741对U进行差动放大。接-15V的可调电阻是调零用的，以消除电路的零点误差。另一个可调电阻是调满度（调放大倍数）用的。1.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单1.4.1总电路图图1.3电流/电压转换电路原理图1.4.2元器件清单14表1.2元件清单元器件名称具体说明（大小，符号）个数集成放大器7411电阻2K2200K21

7、00K3电位器10K2电路板1导线若干锡条若干1.4.3仪器仪表清单表1.3仪器仪表清单仪器仪表名称个数稳定输出的电流源1万用表1直流电压源1电烙铁11.5系统安装、调试与参数测量1.5.1系统安装。按照电路图焊接电路板，以备于实验中应用电路板。1.5.2系统调试。①按电路图将电路板与相应电源连接，用给定的直流电流源提供给电路电流，直流电压源提供+15，-15v电压给集成放大器741。输出端接万用表调到电压档测量电压。②14按照电路工作原理，调整电位器，使右边的变阻器阻值为最大，左边的阻值最小。③开启电压源，电流源，调节输入电流值，观察万用表电压示数。调节两个电位

8、器，使输出