[教育培训文件]电子设计综合实验实验指导书

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1、电子设计综合实验实验指导书电子信息工程系2007年5月33内容简介1实验一电源模块的设计2一、设计目的2二、设计内容及要求2三、基本原理2四、参考元器件11五、实验仪器11六、实验要求11实验二输入通道的设计12一、设计目的12二、设计内容及要求12三、基本原理12四、参考元器件20五、实验仪器21六、实验要求21实验三输出通道的设计22一、设计目的22二、设计内容及要求22三、基本原理22四、参考元器件26五、实验仪器26六、实验要求26实验四显示单元的设计27一、设计目的27二、设计内容及要求27三、基本原理27四、参考元器件31五、实验仪

2、器31六、实验要求31实验五综合系统的设计及调试32一、设计目的32二、设计内容及要求32四、实验仪器32五、实验要求32“电子设计综合实验”实验报告写作规范33一、内容及书写格式要求33二、提交时间33三、考核方式33四、实验参考书及参考网址3333内容简介本实验指导书是与电子设计综合实验课程配套的实验教材，适用于电子信息工程专业、通信工程专业和信息安全专业。本实验指导书强调实际操作，注重对学生动手能力的培养，使学生掌握常用电子电路系统的分析、设计方法，更好地理解掌握电子电路的相关知识，通过分析问题、发现问题、解决问题，锻炼学生的系统思维能力

3、，建立一定的工程意识，培养创新意识，提高实践动手能力。本实验指导书可作为电类专业本科生的参考实验指导，或相近专业本科、专科生的选修参考书，也可作为相关工程科技人员的实验操作指导书。33实验一电源模块的设计一、设计目的通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求掌握：1.选择适当的变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；2.掌握直流稳压电路的调试方法及主要性能指标的测试方法。二、设计内容及要求设计一个集成稳压电源，主要技术指标如下：1.同时输出±15V电压、+5V电压、输出电流为0.5A；2.输出纹波电压小于5mV，稳压系数小

4、于5×10-3；3.输出内阻小于0.1Ω；4.加输入保护电路，最大输入电流不超过2A。其中电源变压器只作理论设计，保护电路拟采用限流型。三、基本原理1.直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成，如图1.1所示。其中电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压ui。变压器副边与原边的功率比为：式中　η为变压器的效率；P2为副边功率；P1为原边功率。图1.1直流稳压电源基本组成框图整流滤波电路中的整流电路将交流电压ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除纹波，输出直流电压U

5、133。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路，如图1.2所示。（a）全波整流滤波电路（b）桥式整流滤波电路（c）倍压整流滤波电路图1.2　几种常见的整流滤波电路各滤波电容C满足：式中　T为输入交流信号周期；RL1为整流滤波电路的等效负载电阻。大部分集成稳压器都具有输出电压稳定的功能。集成稳压器本身不能产生功率，只是将输入端功率取出传给负载，通过控制该功率的大小使输出电压不变。电源的工作方式有线性和开关两种，集成稳压器也一样有线性集成稳压器和开关集成稳压器。一般来说，线性集成稳压器的功耗较大，变换效率只有40%左右，不

6、适用于大功率电源，而小功率电源采用线性稳压器较好。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器（均属电压串联型），下面分别介绍其典型应用。固定三端集成稳压器分正压和负压两个系列，两系列除输出电压极性、引脚定义不同外，其他特点相同。三端稳压器的三端是输入端子UI、输入出端子Uo和公共端子COM，使用时公共端子COM通常接地，其内部等效电路如图1.3所示。它由调整管、保护电路、控制电路、误差放大器等组成，Uo－COM端子间电压与基准电压Uref进行比较，工作时经常保持一致，当输入电压UI或输出电流IO变化时，使输出电压Uo保持稳定。图1.3

7、　三端稳压器的内部等效电路正压系列以78XX系列为代表，输出电压有5、6、8、10、12、15、18、3320、24V等品种，输出电压精度基本上为4%。该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载损坏。一般不需要外接元件即可工作，有时为改善性能也加少量元件。78XX系列又分三个子系列：78XX、78MXX和78LXX，其差别只在输出电流和外形，78XX输出电流为1A，78MXX输出电流为0.5A，78LXX输出电流为0.1A。负压系列以79XX为代表。78XX系列、79XX系列典型电路如图1.4所示，封装形式如图1.5所示，主要参数

8、如表1.1所示。（a）正电压输出（b）负电压输出（c）正、负电压输出图1.4　固定三端稳压器的典型应用（a）TO3封装　（b）TO220封装　（c）T