《電子技術課程設計》
實驗報告
專業通訊工程
姓名學號班級聯絡**
指導老師
成績二〇一四年六月
一、實驗目的
1、理解補償式交流穩壓電源的工作原理。
2、進一步了解精密半波整流電路、全波整流電路，電壓跟隨器，比較器和三極體的驅動作用。
二、實驗內容
模擬補償交流穩壓電源檢測電路的設計和安裝及除錯。
三、設計說明
電網電壓用訊號源100hz的正弦波來檢測各點電壓，並且當電壓過小或過大時給出補償、報警等功能。控制電路採用正負12v電源。
四、設計要求
1、 當電壓1v 2、 當電壓2v 3、 當電壓3.5v 4、 當電壓uip<1v時， 欠壓報警，led3(紅)亮，其它led都不亮。
5、 當電壓uip>4.5v時， 過壓報警，led4(紅)亮，其它led都不亮。
五、設計原理
1、精密交流穩壓電路工作原理框圖精密交流全波整流電路
、 圖1 交流穩壓電路方框圖
輸入訊號ui（正弦波）經過精密半波整流電路，在ua 輸出半波，然後經精密全波整流電路，在ub輸出全波。再經過濾波電路，使uc與電壓比較器連線，調節ui，使led在不同電壓下發光。
2、精密全波整流電路
ui輸入正弦波，在正半軸時，d1截止，d2導通。在負半軸時，d1導通，d截止。所以ua=-rp1/r1=-2ui。
因為u1b是反相加法器，所以ub=(-rp3/r4)*a+(-rp3/rp2+r3)*ui。因為u1c是電壓跟隨器，所以ud=(-rp3/r4)*a+(-rp3/rp2+r3)*ui。因為r7，d5都有一定的電壓，所以uc=ud+ur7+ud5。
3、穩壓電路、同步方波電路
圖 1圖2
如圖1，當負載變化時，設輸出電壓vo 下降，則穩壓二極體內反向電流id6也減小，導致通過限流電阻r9上的電流也減小，這樣使壓降vd6也下降，根據vo=vcc-vd6的關係，使的vo上公升，從而達到穩壓作用。
如圖2，當輸入100hz的正弦波時，經過d3、d4二極體，輸出矩形波。
4、主電路圖
該電路是由電壓比較器和led驅動電路組成的，r14和d7具有提高ug電壓的作用，而d8、d9、r21不但具有提高u-電壓的作用，而且還能避免uc電壓過高，燒壞整合晶元的作用，該電路還具有以下功能：
當ue 當uf>uc時，輸出高電平，再經三極體，驅動led（綠）燈亮。
當ug當uh>uc時，輸出高電平，再經三極體，驅動led（紅）燈亮。
六、資料記錄
當ua=-2ui時，rp1=18.7k
當ub=ui時，rp2=4.5k
七、波形記錄與分析
電路進行除錯時，把各電源接好，把輸入訊號調到，100hz的正弦波，除錯電路，觀察輸出的波形。
1、觀察a點波形
理論分析
當輸入訊號為正半周時,二極體d1截止,a1組成的是反相比例運算放大器,即uo1=-2r／r×ui=-2ui。
當輸入訊號為負半周時，二極體d1導通，a1組成過零比較器電路，所以uo1=0v，即負周沒有訊號。
把示波器的管腳搭在ua處，大致波形如理論上所示，只需調節幅度的大小，可調節rw1，即可得如下圖波形。
2、增大ui，觀察ua至飽和臨界
將uip從10v調至12.24v左右，觀察下面兩個圖
第乙個是開始失真，第二個失真更加明顯
3、觀察u0p波形
理論分析
因為與a點相差乙個二極體，所以輸出有一段0.7的壓降從下圖波形可以觀察到
4、觀察b點波形
1）理論分析
a2組成的是反相加法電路，即ub=-(rw3／10k)- (rw3／rw2+5.1k)，或者由虛短、虛斷推出公式。
由上可知uo2的波形應是uo1與ui的反相疊加在一起。
2）除錯
把示波器管腳搭在uo2處，觀察波形，大致波形如理論上所示，只需調節幅度的大小，可調節rw2，就可得如下圖波形。
3）觀察6v電壓基準的輸出波形
理論分析：通過rc濾波電路來進行濾波。如圖所示
4）觀察同步方波
當頻率從100hz提高到1000hz的時候，輸出波形的幅度提高，週期時間變短。如下圖。
5、改變輸入觀察燈的變化
調rw3，使uip=4.5v時，uc=5.5v。使uip=4.5v時，調rw4直到紅燈亮，使uip=1.0v時，調rw5直到白燈亮，
使uip=3.5v時，調rw6直到黃燈亮，使uip=2.0v時，調rw7直到綠燈亮。
用萬用表測量a5、a7反相輸入端的電位a、c,與a6 、a8同相輸入端的電位b、d
（1）先調節up=4.5v,用萬用表測量a點，調節rw4直到led1紅燈在亮與熄滅瞬間a點的電位，ua=？
（2）先調節up=2v, 用萬用表測量b點，調節rw5，按上面步驟進行除錯，ub=?
（3）先調節up=3.5v, 用萬用表測量c點，調節rw6，步驟同上，uc=?
（4）先調節up=4v, 用萬用表測量d點，調節rw7，按上面步驟進行除錯ud=?
測出a、b、c各點的電位
當up不是在臨界點的時候各點的電位又為多少？
在對各個點燈亮的情況下測試觀察比較uc與各比較電壓點的比較，看下表記錄的資料。
八、總結電路工作狀態：
1當up<1v時，電路處於欠壓狀態，紅燈亮；
2當1v3當2v4當3.5v5當up>4.5v時，電路處於up過壓狀態，紅燈一直亮。
九、錯誤分析
（1）、若ua無波形輸出時，可能rp1=0或rp1已經損壞了。
（2）、若輸入訊號ui調大，ua的輸出波形就會失真，可能是因為二極體、整合晶元的質量或是他們的非線性引起的。
（3）、若ub無波形輸出時，可能rp3=0或rp3已經損壞了。
（4）、若uc電壓幾乎12v，可能uc接了12v的電源。
（5）、若uc電壓uc=0v,可能c1、r8、r21和d9短路了。
（6）、若uc電壓很小，可能r21短路了。
（7）、若輸出電壓為0，可能vcc沒接或d6、c2短路
（8）、若四盞燈都不亮，可能vcc、uc、6v沒接或者led的正負極接反。
（9）、若四盞燈都不亮，輸出有電壓，可能是三極體損壞了或vcc沒接。
（10）、若幾盞燈一起亮，可能燈所對應的滑變沒有調好或ua、ub的波形沒有調好。
（11）、若u_和ui的波形一致，可能是d3、d4沒有起到箝位作用。
（12）、若整合晶元燒壞，可能是四個輸出中的某乙個短路了或是電壓過高。
十、元件清單
十一、總結
經過前期的理論知識學習和後期的模擬補償交流穩壓電源檢測電路的設計和安裝及除錯，讓我受益匪淺。不僅讓我了解了電路設計的基本步驟，也讓我了解了關於補償式交流穩壓電源的原理與設計理念。
在這次的實驗中，我覺得最有價值的是學會了如何去檢查出電路中所存在的問題，讓我了解了檢查問題不單要用萬用表，而是要萬用表和示波器一起使用。通過這次學習，讓我對設計電路有了新的了解，所以說，坐而言不如立而行，對於這些電路還是應該自己動手實際操作。只要懷著乙個堅韌的耐心，沒有什麼困難時解決不了的。
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