直流稳压电源电路设计范文
时间：2023-12-15 17:27:49
导语：如何才能写好一篇直流稳压电源电路设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1 电路设计背景和目的
通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看，中职院校的学生普遍文化基础薄弱，对文化课、理论课不感兴趣，但是大部分中职学生对实训课程感兴趣，喜欢动手操作，能够尝试动手去做一些实验，有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如，简单的门铃电路，流水灯电路等。因此，针对中职院校学生的实际情况，结合我学院电气工程系的学生学习情况，今年，我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革，去掉纯粹的理论课，所有专业课程都变为一体化课程，让学生通过动手操作掌握理论知识，真正做到在做中学，在学中做，在这样的背景下，我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去，变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提，我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计，目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践，同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识，能够培养学生掌握理论知识的能力，激发学生热爱电子专业的热情，提高了学生学习的积极性，最重要的是让学生学会了技能，一技在手，更好地走上工作岗位，尽快地适应社会。
2 电路设计实验设备及器件
所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料：
2.1 电路所需实验设施和工具
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要必要的焊锡和连接线。
2.2 电路所需元器件清单
元器件清单如下：
1A二极管IN4007，V1、V2、V3、V4，4只；发光二极管V5，1只；熔断丝FU 参数为1A1只；100uF 50 V电容C1，1只；10uF25V电容C2，1只；500uF 16V电容C3，1只；2200uF电容C4，1只；开关SW，1只；2.7KΩ电阻R1，1只；190Ω电阻R2，1只；280Ω电阻R3，1只；1KΩ电位器R4，1只；三端集成稳器CW7812 U（可调范围1.25V～12V），一只；可调电阻RW，1只。
3 电路设计思路
直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性，所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
3.1 直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成，其组成框图如图1：
直流稳压电源各部分的作用
（1）电源变压器：主要是降压器，用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。（2）整流电路：利用整流二极管单向导电性，把交流电U2转变为脉动的直流电。（3）滤波电路：利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉，滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。（4）稳压电路：利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的，用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。
3.2 直流稳压电源的设计方法
直流稳压电源的设计，是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求，确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数，选择出这些元器件。
具体设计方法分为三个步骤：第一步：根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX，确定出稳压器的型号及电路形式。第二步：根据稳压器的输入电压Ui，确定出电源变压器二次侧电压U2；根据稳压电源的最大输出电流IOMAX，确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2；再根据P2，确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数，选择合适的电源变压器，一般为12v。第三步：确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数，选择合适的整流二极管和滤波电容。
4 电路设计步骤
电路设计思路想出后，考虑实际电路具体设计步骤，完整的设计步骤是整个电路的核心部分，因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要，具体步骤为以下几步：
4.1 电路图设计方法
电路图设计使用PCB制图软件制作
4.2 电路原理图的设计
电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。
4.3 直流稳压电源实物设计
如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路，然后从稳压器的输入端加入直流电压UI？燮12V，调节RW，如果输出电压也跟着发生变化，说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻，正确判断出二极管的极性后，先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝，然后安装整流滤波电路。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性，若UI的极性为正，则说明整流电路连接正确，然后断开电源，将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源，调节RW的值，如果输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作。
5 电路设计总结
通过论述直流稳压电源电路的设计过程，强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路，广泛运用于生活中，例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时，也通过查阅参考书，网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中，通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识，特别是强化了自己的教学能力，增强了所教专业学生掌握理论知识的能力，提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看，我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快，容易接受，对教师所设计的教学模块感兴趣，并且激发了继续探究这一教学模块的动力，这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。
参考文献
[1]郭S.电子技术基础（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.
[2]王建.维修电工技能训练（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.
篇2
关键词：电子负载；恒流控制；负载调整率
1 概述
电子负载具有体积小，调节方便，工作方式灵活，性能稳定，精度高等优点，被广泛应用于电源类产品和各类电子元器件的试验、测试、检定和老化环节。该方案基于盛群AD型单片机，设计了一种智能电子负载，与其他同类设计相比，具有直流稳压电源负载调整率自动测试功能。
系统原理整个智能电子负载系统由单片机、恒流控制电路、功率负载器件、电压电流检测电路、过压保护、供电电源等构成，系统原理框图如图1所示。
电子负载工作在定电流模式时，被测直流稳压电源输出的电流不变（以被测电源能提供相应电流为前提）。测试直流稳压电源负载调整率时，连接好测试电路，按键选定电源负载调整率测试功能，输入被测电源的额定电流、电压值，即可自动测试被测电源的负载调整率。
2 硬件电路设计
设计恒流电路使流过功率负载器件的电流值与数/模转换器的输出电压成线性关系。单片机控制数/模转换器输出电压，使恒流控制电路控制功率负载器件流过所需电流。电压电流检测电路把被测电源的输出电压和电流线性地转化成适合盛群单片机内部集成12位模/数转换器测量的量程，单片机切换多通道模/数转换器测量电压和电流检测电路的输出电压，完成测量被测电源输出电压和电流的功能。恒流及电压电流检测电路如图2 所示，其中Q1 是功率负载器件，用于吸收被测电源输出的功率。
图2中数/模转换器输出的电压经过电压跟随器U1B输入运算放大器U3 的同相输入端，运算放大器U3 通过采样电阻R6，差分放大器U4 等建立了深度负反馈，将运算放大器看做理想的放大器，由“虚短”、“虚断”可得：
UDAC=IR6A
式中：UDAC是数/模转换器输出的电压；I 是流过功率负载器件的电流；A 是由差分放大器U4 及R4 ，R5 等所组成电路的放大倍数，差分放大器U4 选用的型号为INA2134。从式（1）中可以看出，流过功率负载器件的电流与数/模转换器输出的电压成线性关系，因此可以通过单片机控制功率负载器件的电流。通过模/数转换器分别测量图2中ADC1 ，ADC2 处的电压，可以得到被测负载电源输出的电压和电流.
被测电源输出电压U 与ADC1 处的电压UADC1 之间关系式为：
被测电源输出电流I 与ADC2 处的电压UADC2 之间关系式为：
UADC2=IR6A
3 系统程序设计
系统程序采用模块编程，主程序调用各模块的方式实现。主要由定电流、被测电源输出电压检测、被测电源输出电流检测、负载调整率自动测试、按键检测、显示驱动等模块组成。
整个系统有两个工作模式：定电流工作模式和负载调整率自动测试模式。
定电流工作模式同时显示被测电源输出的电压和电流，系统上电后单片机首先进行各模块的初始化，最后在主循环中不断地检测各个标志位，以判断工作模式，通过检测按键来改变标志位。
直流稳压电源负载调整率S 表达式为：
式中：U 表示直流稳压电源设定的额定电压值；Uo 表示空载输出的电压值；Um表示满载时的输出电压值。
直流稳压电源负载调整率自动测试功能在定电流的基础上进行编程实现，负载调整率自动测试流程图如图3所示。
4 结语
以盛群单片机HT45XX为主控芯片设计了一种新型智能电子负载，使运算放大器工作在深度负反馈条件下实现功率负载恒流，该单片机自带12位ADC转换器，选用12 位串行数/模转换器，设计过压过流保护电路，通过软件编程实现直流稳压电源负载调整率自动测试功能。实际设计与制作表明，该方案满足设计要求。
篇3
【关键词】流稳压电源；漏电保护；LT1529；分级稳压
1.引言
随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。直流稳压电路是后级的功能电路正常稳定工作的前提，一种宽输入电压范围、可调输出电压、低的电压调整率和负载调整率，安全可靠的直流稳压电源的设计至关重要。本文设计了一种较低的电压调整率和负载调整率，较大的输入电压范围，输出电压可调，自带漏电保护装置的直流稳压电源，具有广泛的实用价值。
2.总体设计方案
为了达到较低的电压调整率和负载调整率，本设计中前端稳压电路采用LT1529可调输出电压稳压芯片为主稳压芯片，该芯片额定输出电流最高可达3A，可接受最低输入电压5.5V，性能出色，在输入电压大于15V时，自动切换为两级稳压结构，避免LT1529输入电压过高。本设计使用AD623差分仪表运算放大器对采样电阻上的压降进行放大，使用MSP430F149最小系统板来实现电压采集、功率计算，并使用1602显示功率和电流。后级的漏电保护电路采用AD623差分仪表运算放大器对两个采样电阻上的电压进行差分放大实现漏电检测，使用LM311电压比较器控制继电器自锁电路控制输出电路通断。电路由纯模拟元件构成，具有精度高功耗低的特点。
3.前端稳压电路设计
3.1 前端稳压电路设计
LT1529可调输出为3.3V～14V，额定输出电流最高达3A，但输入电压最大仅为+15V。为了同时满足高压稳压和低压稳压，采用分级稳压的方案，分级切换控制电路采用迟滞比较器连接电磁继电器控制稳压，输入低于14.5V时，直接使用LT1529稳压，高于14.5V时先用LM317稳压，再经过LT1529稳压输出。本文采用LM317做一级稳压，额定输出为1.5A。前端稳压模块分级切换功能使用比较器LM311实现。
3.2 功率测量与显示电路
使用差分运放放大采样电阻两端电压，经AD采样、单片机计算可以实现测量与显示功率，差放抗干扰，能准确的放大采样信号，因此可令采样电阻阻值较小，不至于影响输出电压。由于电源为正向单电源，不能使用一般的双电源差分运放，采用AD623，电路简单，性能稳定。使用单片机驱动1602进行功率值的显示。
前端可调稳压电路实际设计如图1所示。分5个模块，一级稳压电路、级联切换电路、主稳压电路、独立稳压供电电路和功率测量电路。其中，独立稳压电路供给级联切换电路，使其在切换前后都能稳定工作。
4.后端漏电保护电路设计
4.1 漏电检测分析
漏电保护常用的检测方法为采样电阻采样测电流差异，漏电要精准测量出30mA量级的电流，这要求检测电路精准、抗噪。本文使用采样电阻和差分运放对漏电流差值进行计算。上下两端使用相同的采样电阻，对采样差值进行差分放大，即可精准检测到漏电流。之后做比较，继电器控制线路通断。
4.2 关断保护电路分析设计
关电保护电路采用自锁电路，控制继电器切断通路，如图2中的关断保护电路：Vctl为前级比较器输出的控制电压，当漏电达到阈值时，Vctl为高电平，控制C9013三极管的集射极导通，使C9012导通，继电器动作使线路关断。此时反馈电阻Rb12将C9013基极拉高，保持C9013通路，实现自锁功能。自锁的解除需要断电，所以关断电源后，可以解除自锁。
综上所述，后端漏电保护电路实际设计电路图如图2所示。
后级的漏电保护电路分为三个模块，由AD623差分仪表运算放大器和两组精密采样电阻组成的漏电差分检测电路，由LM311电压比较器组成的漏电流阈值判定电路，和阈值判定电路控制的继电器自锁电路组成的关电保护电路。电路由纯模拟元件构成，具有精度高功耗低的特点。
5.系统调试和测试分析
5.1 测试方法
（1）RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在7～25V变化时，测量输出端电压变化；连接方式不变，RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在5.5～7V变化时，测量输出电压；
（2）转换开关接输出，输入电压固定在7V，调节负载电阻阻值，测量输出电压。连接方式不变，直流输入电压固定在7V，分别联结5欧姆和500欧姆电阻，测量输出电压。
（3）直流输入电压固定在20V，联结500欧姆电阻，调节前端控制输出电压的电阻，测量输出电压。
（4）设置前端输出5V，将后级漏电保护电路接上，输出接20Ω负载，测量输出电压。将200欧姆滑动变阻器和电流表接入电路，调节电阻从26mA漏电流增大测关断电流。
5.2 测试结果
6.结论
本文所设计直流稳压源及漏电保护装置达到较高性能，所有指标均达到较高标准，实现了较低的电压调整率（S?U≤1%）和负载调整率（SL≤1%），较大的输入电压范围（5.5V～25V），可调输出电压（3.3V～14V），额定功率可达到1A，漏电保护功能灵敏（动作电流误差的绝对值
参考文献
[1]刘京南编著.电子电路基础[M].（第2版）电子工业出版社（第2版），2003.
[2]周加超.直流稳压电源的演变过程[J].科技情报开发与经济，2005（3）.
[3]程杰宝.实用高效率直流稳压电源[J].实用电子制作，2003.
篇4
一、设计任务：
小型变压器设计（或选型）、直流稳压电源电路设计，画出原理图及PCB图。
（1）集成直流稳压电源有关的指标为：输入为～220V；输出为两档；
Ⅰ档：=12V对称输出，mA，供信号调理电路、滤波电路用；
纹波电压：5mV；稳压系数：。
Ⅱ档：=（ 5～ 12）V连续可调，mA，为恒流源，供传感器桥路用。
集成变压器设计：
集成稳压器选择
1．集成稳压器的选取：采用CW7812、CW7912和CW317
CW7812：正稳压器，最大输入电压为35V，最小输入电压为14.5V；当输入为19V时，输出为12V，输出电流为1.5A，加散热片。
CW7912：负稳压器，最大输入电压为-35V，最小输入电压为-14.5V；当输入为-19V时，输出为-12V。
CW317：可调三端式集成稳压器，输出电压为1.2～37V，输出电流1.5A；最大输出压差40V，最小为3V，现要求5～12V，则输入电压为15V≤≤45V
2．整流二极管的选择：选择单相桥式；二极管压降为0.7V
3．滤波电容量估算。
二、小型变压器设计
Ⅰ档：
Ⅱ档：
其中取30V.
1．求出副边总视在功率；
2．计算原边输入视在功率和电流；
变压器效率取
小型变压器空载时磁场电流系数为1.1～1.2（取1.15）
则A
3．确定变压器铁芯截面积S及选择铁片尺寸；
的取值由下表决定：
0~10
10~50
50~500
500~1000
1000以上
2
2~1.75
1.5~1.4
1.4~1.2
1
根据S选取铁芯尺寸a与b
若先确定a，取，
则
4、计算每个绕组的匝数W；
绕阻的感应电势有效值：
则变压器每感应1V电动势所需绕的匝数为
原边匝数：（匝）
副边Ⅰ档：（匝）
Ⅱ档：（匝）
屏蔽层取1层
5.计算导线直径d
根据电流密度j计算各绕阻所需导线截面积
原边：
查表可得
副边Ⅰ档：
查表可得
副边Ⅱ档：
查表可得
6.核算：
原边：每层线圈的匝数为
则原边线圈层数为（层）
副边Ⅰ档：
（层）
副边Ⅱ档：
（层）
所以总厚度为：
篇5
关键词：智能型矿用本安电源；STM32F103；CAN总线；电路设计；煤炭开采 文献标识码：A
中图分类号：TD611 文章编号：1009-2374（2017）05-0222-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.108
随着煤矿现代化程度的不断提高，对煤矿供电的可靠性、安全性提出越来越高的要求。本安电源是煤矿井下的重要电气设备，它的安全运行是现代化煤矿中其他矿井下各类电气设备高效率、高质量运转的保证。但是由于矿井下特殊的工作环境和其他原因，目前，煤矿井下本安电源的管理还存在若干问题：首先，矿井下本安电源种类繁多、独立性强，若不在现场很难检测它们的工作状态；其次，这些电源的功能参数各不相同，电源的维护管理也不统一。如果矿井下现场设备的供电情况不能在第一时间获取，一旦发生电源故障，不仅影响设备运行，还可能导致重大事故的发生。
近年来，数字矿山的提出使得本安电源已经由独立的外部设备产品发展成为整个通信系统不可分割的一部分。这不仅要求本安电源具备传统的供电、防爆等功能，而且应该通过CAN通信接口、以太网通信接口或458总线等具备智能通讯的能力，以实现本安电源可方便快捷的接入数字通信系统中。基于此，本文提出了一种智能型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的设计，能够解决当前电源独立、管理不规范、供电情况不明以及电源故障情况等，实现本安电源的网络化、智能化。
1 智能型本安电源结构
本安型电路是指在规定的试验条件下正常工作或在规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体混合物的电路。智能本安型电源的设计目的是保证操作者的人身安全、防止出现事故后电源故障、电源不正常时能够自我修复或及时断电报警、通过网络控制与监测电源工作情况等。因此，智能本安电源的设计采用降压、整流、稳压、过流过压保护、充电及快速切断模块、CAN通信接口模块、微控制器模块。本文设计的本安电源原理框图如图1所示。
交流电通过隔爆电磁开关直接控制整个电源的交流输入，再将交流电输入变压器降压，经整流、滤波、稳压电路1输出直流电，给蓄电池充电。用过整流、滤波、稳压电路2输出的直流电给负载供电，经过切换电路，所选择的一路输出电压经过稳压、多重过流和过压保护电路输出可靠的本安电源。微控制器STM32F103模块主要采集的备用蓄电池电压值、本安输出电压值以及各种报警状态等参数。CAN通信接口模块将微控制器STM32F103模块采集的数据传输至网络，通过上位机对各种数据进行分析统计，给出当前电源的运行情况，监控室也可以通过网络控制电源的输出状态，实现电源的智能化、网络化管理。
2 电源硬件原理与实现
该本安电源由交流变压及整流滤波电路、直流稳压电路、多重保护电路、充电及切换电路、微控制器系统电路、CAN接口电路等组成。
2.1 交流变压及整流滤波原理
由于是煤矿井下电网供电的本安型电气设备，则降压所用的变压器采用R型隔离变压器，其输入侧采用变压器抽头方式。变压器输出24V和25V两组交流电压，整流滤波后输出直流电压，其中一路给本安输出，另一路给蓄电池充电。如图1所示，上面一路从变压器25V输出侧引出，经整流滤波电路1，通过稳压充电电路，为蓄电池充电；下面一路从变压器24V输出侧引出，经整流滤波电路2，输出约32V的直流电压，与蓄电池的输出电压通过切换电路进行比较后选择一路经LM2576HV稳压开关电路，为本安输出提供电源。
2.2 直流稳压开关电路
稳压电路核心器件采用可调的LM2576HV-ADJ开关稳压集成电路，解决了传统的固定式稳压器和电位器调压时精度不足的问题。LM2576HV内置有完善的保护电路，包括电流限制和热关断电路等，利用该器件只需很少的器件便可构成高效稳压电路，此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚，该引脚的电平受微控制器STM32F103控制。
2.3 过压、过流保护电路
由于井下存在众多可燃性气体，当出现电路因过压、过流而导致负载短路或者火花时，严重影响到煤矿的安全。故本安电源的设计中必须通过多重的过流、过压保护电路，防止事故发生，该设计性能的好坏将直接影响整个系统是否具有实用的价值。如图2所示，本安电源输出电路整体思想是控制MOS管Q5和Q6的导通或关断来实F的，电源过压过流时，三极管Q4导通，集电极输出18V，使得P沟道MOS管Q5截止；同时，N沟道MOS管Q6的G极电平为0，使Q6截止从而切断负载的输出。
当电路出现过流或短路故障时，如图2所示，电阻R32的电流增大，导致过流检测点VIN_I的电压大于阀值 [ ]，经过图3中比较器LM393（U3）的处理，使得输出端（U3的第7脚）呈低电平，再经过比较电路LM393（U6）的处理，使得U6的第7脚输出为低电平，这个低电平信号直接控制图2中的三极管Q4，使Q4导通，Q5截止，切断本安电源的输出，起到过电流或短路保护作用。另一路过流或短路保护电路控制MOS管Q6，原理与其一致。
篇6
关键词：校内生产性实训基地；电子技术实训；岗位任务驱动教学
电子技术的应用和发展，使人类进入了高新技术时代，其广泛应用于工业、农业、医疗、军事、航空航天等各个领域。
一、课程基本情况
1.课程定位电子技术实训是电气自动化技术专业群的基础实践课程。通过本门课程的学习，使学生掌握电子电路的分析、安装、调试、维护和电路设计等基本技能，使学生专业知识、职业能力和职业素养得到提高，增强适应职业变化和继续学习的能力。
二、课程内容规划
电子技术实训是是专业基础实践课程，本课程的实训时间计划是两个实习周，60个课时，理论讲解20课时，实践40课时，课程内容主包括：常用电子元器件的判别和测试、烙铁钎焊的基本操作方法和步骤、直流稳压电源电路的安装调试、数字电子电路的安装调试、综合电子电路的安装调试和维修等6个方面。
三、课程教学设计
电子技术实训在专业教学计划中有两个实习周的实训时间，共60个课时，实训内容分为两大部分，即实训课题教学和企业岗位训练。第一部分，实训课题训练：电子技术基本能力训练，根据教学大纲要求，需要1个实习周30课时，以任务驱动模式，由常用电子元器件的判别和测试、电子线路手工焊接的基本操作、直流稳压电源电路的安装和调试、LED广告流水彩灯安装等4个任务完成基本能力训练。第二部分：企业岗位生产训练在校内生产性实训基地--济南莱特尔电子科技公司，进行电子产品的岗位生产实习训练，计划1个实习周30课时，由电子产品制作工艺、电子产品自动焊接工艺、LED照明灯具安装工艺、LED照明灯具测试和维修等4个岗位任务和企业考核任务完成。
四、教学资源条件
（一）、实训设备资源
1.电子技术实训室
学校实训资源：现有450平方米电子实训室，有扫频仪、示波器、函数信号发生器等实训设备200余台，另有印制板腐蚀设备一套，电子线路板雕刻机一套等，能同时满足300人进行电子技术学习和训练。
2.校内生产性实训基地
学校为企业提供办公室、技术设计室、展室、仓库和生产场地等400平方米的场所，企业有电子贴片机2台、回流焊机，丝印机、打胶机等设备组成的简易生产线一套，可同时满足50人电子产品生产岗位技能实训。
（二）、教学资源
1.学校教学资源
（1）自审、编的一体化教材本课程选用优秀的一体化教材，自审、自编教材优先选用。
（2）教案、PPT教学课件、多媒体教学视频由于本课程内容图画较多、实践性强的特点，所以教学手段尽量用PPT教学课件和多媒体教学视频相结合的方法。
（3）网络资源库、教学云资源可作为资料的查询和辅助教学。
2.企业生产教学资源
（1）产品生产资料视频、PPT课件企业培训人员的培训手段和方法。
（2）产品生产过程资料企业的产品生产资料和生产工艺流程（3）企业技术人员指导企业由专门的技术人员进行培训练习和指导生产。
五、教学实施
1.基本能力任务驱动教学
基本能力训练采用项目教学方法，任务驱动模式，第一大项目由4个任务完成基本能力训练，由课程任务完成，使其具备基本能力。
（1）课程任务一电子元器件识别测试：熟悉常用电子元器件主要参数的标识方法和选用技巧，掌握常用电子元器件的性能测试、好坏判断和管脚极性判别方法。
（2）课程任务二烙铁钎焊操作：掌握电烙铁的选用、焊料焊剂的使用，了解焊点的工艺要求，掌握焊接的操作步骤和焊接要求。
（3）课程任务三直流稳压电源安装和调试：熟悉串联型稳压电源电路和开关型稳压电源电路的工作原理和各自应用的特点，掌握串联型稳压电源电路的安装与调试方法，熟悉常用仪器、仪表的使用方法。
（4）课程任务四LED广告流水灯制作：了解数字电子电路的特点，训练查阅元器件资料，熟练掌握数字电路安装和调试方法。
2.岗位任务驱动教学
岗位任务驱动教学方法，是以岗位任务驱动模式，在校内生产性实训基地进行电子产品的岗位生产实习训练，计划30课时，由4个岗位任务完成。
（1）岗位任务一电子产品制作工艺企业主要生产LED照明灯具，在此岗位训练时，要熟悉整个产品的工艺流程和工艺要求。
（2）岗位任务二自动焊接工艺自动焊接包括半自动丝网印刷机的使用，自动回流焊机的操作，清洗、烘干、修复、整形等要求。
（3）岗位任务三LED照明灯具安装工艺根据图纸和工艺要求将控制电路板和照明用LED照明器件安装在一起，形成产品。
（4）岗位任务四LED灯具测试和维修在熟悉产品的原理要求和工艺要求的基础上，对产品进行测试、老化处理和维修等。（5）企业考核企业技术人员根据四个岗位任务完成情况进行成绩评定进行评定。
3.成绩评定
本课题的实习成绩评定由实训教师和企业技术人员共同评判，内容由三部分组成，具体内容和分值比例为：
（1）岗位任务考核成绩由企业负责人和企业技术人员根据四个岗位任务完成情况进行成绩评定或根据产品任务考核完成情况进行评定，分值占总分60%。
（2）实结报告成绩，学生每进行完一个课题，都要写实习报告和鉴定手册，本课题实习报告和鉴定手册由课程实习教师评判，分值占总分20%。
（3）考勤和纪律成绩，学生考勤由实习教师管理，纪律由企业负责人管理，本项成绩由实习教师和企业负责人共同评判，分值占总分20%。
六、教学总结和建议
本课程是专业基础实践课程，通过任务驱动实训学习和经过校内生产性岗位技能训练，使学生具备了分析问题和解决实际问题的能力，达到企业零距离的要求。学校应根据实际情况，完善和扩大校内生产性实训场所。
参考文献：
篇7
关键词：模拟电子技术教学；仿真电路
一、引言
模拟电子技术是电类各专业的主要专业基础课，具有理论性、实践性很强的特点，该课程理论知识比较抽象，仅仅靠教师在课堂上讲授理论知识会使学生感到枯燥无味，理论分析中的一些繁琐公式和特性曲线缺乏直观性，学生感到难以理解和接受，理解和领会教材内容十分困难，产生畏难甚至厌学情绪。另外，由于受实验室的设备、场地等条件的限制，使学生无法及时领略电路的实际应用，比如，实验课内容与理论教学内容难以同步，学生动手实践的机会有限等，导致理论教学效果受到影响。笔者在教学实践活动中发现，在理论教学过程中引入电路仿真软件进行辅助教学，可以增强学生对模拟电路的感性认识，明显改善教学效果，大大提高课堂效率。
二、仿真软件实现理论与实验有机结合
利用仿真软件进行辅助教学，具有直观而形象的特点，而且可使实验与理论实现有机的结合，在教学中寓教于乐，提高学生的学习兴趣，有助于学生轻松理解概念和电路工作原理。模拟电子技术理论知识抽象，学生难以理解，引入仿真电路，可以在理论教学过程中随时进行实验模拟，使学生能够直观的看到电路现象和实验结果，理解所学的知识。例如，放大电路是模拟电子技术课程中很重要的一部分内容，仅靠教师的讲解和电路图描述工作过程和故障现象，学生很难理解这块知识。而引入仿真软件后，教师在讲课的过程中就可以边讲解边进行实验演示，电路功能实验结果一目了然，不用过多的解释，学生很容易就明白了放大电路的功能和工作原理。放大电路有三种组态，分别是共射极电路、共基极电路和共集电极电路，这三种电路的交流性能指标各不相同，例如，共发射极放大电路电压放大倍数大，输入电阻较小，输出电阻较大，而共集电极放大电路的电压放大倍数等于1，输入电阻大，输出电阻小，这些各自的电路特点，学生由于理解不深导致容易记混。引入仿真软件后，这三种电路的各自特点通过实验现象很容易就记住，特别是W生在理论课堂上通过自己动手连接电路，对三种放大电路的结构组成也就记忆深刻。同时电路仿真软件还可对器件的某些参数进行更改以及设置电路故障点，加强学生对理论知识的理解和对电路的分析能力的提高，实现理论与实验的有机结合。仿真电路的引入极大地提高了课堂教学效率，同时也激发了学生的学习兴趣，使模拟电子技术理论课教学不再枯燥，而是一边学理论，一边动手连接电路，一边观察电路现象。
我们电子技术教学采用提倡理实一体化教学模式，让学生在“学中做、做中学”。例如，直流稳压电源的制作，涉及到三个部分，它们是整流电路、滤波电路及稳压电路。设计直流稳压电源电路时，可以先采用仿真电路分进行电路设计和调试，通过元器件参数的选择和更换，连接直流稳压电源的电路，运行正常后，再选择元器件和进行电路组装并且调试，只要焊接没有问题，结果就会正常。如此就省去了对电路反复的测试和调试，也节约了大量时间，提高学习的效率和兴趣。学生通过仿真软件可以很快的通过测试观测结果是否正确，这样也提高了学生学习的兴趣和学以致用的成就感。同时提高了学生分析解决问题的能力和创新思维的培养。
教师在理论教学中利用仿真软件对所授器件和电路进行演示和分析，除可增加学生对所学内容的感性认识，提高理论教学效果外，还可以利用仿真软件引导学生作一些实验室中不便作的实验，比如故障现象观察等，开展各种探索性、研究性实验，培养学生的创新能力。
按图1连接整流电路，将节点1，节点2信号接入示波器输入端，观察输入、输出波形。打开仿真开关，双击示波器，适当调整后，观察输入端交流波形及输出端全波脉动直流波形，如图2。然后，再将一个二极管设为开路故障，观察输出信号的变化，如图3所示，输出变为半波输出。
图1 二极管桥式整流电路
图2 电路正常的输出波形
图3 电路有故障的输出波形
三、仿真软件不能完全取代实践教学
仿真软件虽然能很好的辅助教学，激发学生电路设计的兴趣。但是，也要清醒的认识到仿真实验教学，不是万能的，它始终属于辅教学，不能完全取代实践教学，仿真实验所接触的元器件以及仪器仪表都是一些电路符号，这与实际电路操作在材料、体积、外观和封装上有着很大差别，而且与实际电路操作的灵活性、不可预见性还有很大的距离，过度依赖仿真实验，学生就会缺乏对真实元器件的封装、性能检测等方面的知识，就会削弱学生对真实元器件的认知程度以及实验仪器仪表操作技能的训练，影响对学生解决实际问题能力的培养。因此，模拟电子技术教学还要注重实训环节，教师必须要处理好仿真电路和实践教学之间的关系，在使用仿真电路的同时也要加强学生对真实仪器设备和元器件的熟悉和使用，使仿真电路真正服务于教学，帮助学生理解理论知识，提高学习效率。
四、结束语
仿真软件进行辅助教学，显示出传统教学不可比拟的优越性，软件以其强大的功能和丰富的内容为模拟电子技术的学习带来了方便，同时也为教师的教学提供了直观的教具。对仿真电路实验和实际电路实验要取长补短，充分发挥各自的优势，只有合理使用仿真软件，二者有机结合，才能最大程度的发挥仿真软件的辅助功能，才能使模拟电子的教学取得最佳的效果。
参考文献
[1]马晓琳，李永科.Multisim仿真教学在模电课程中的应用与实践[J].中国电力教育，2013，22.
篇8
一、系统总体设计思路
基于51单片机的 GSM短信模块家庭防盗报警系统组成如图1所示。
工作原理：利用红外传感器检测人体所辐射的红外线，每当检测到红外信号产生变化时，就把红外线信号转化为微弱的电信号，让其经过信号处理电路并且对进入的电信号进行滤波，放大，比较。则MCU就会收到一个高电平以判断是否报警，如果MCU判断出满足报警的条件，就会发出控制信号并且通过串行通信接口RS232，就可以控制GSM模块给用户发短信息从而实现防盗报警的设计。
二、系统模块设计
从设计的要求总体来说该设计须包含如下结构：报警电路、热释电红外传感探头电路、复位电路、GSM短信模块以及相关的控制管理软件组成；
1、电源电路设计。在整个设计中电路很重要的作用，是提供器械运转的原动力。设计中的电源为直流稳压电源。因为设计中的电压需要5V的电压，所以需要将220V的交流电压通过降压变成5V的直流电压，供电路使用。1）电源变压器：电源变压器是一个降压变压器，它的的作用是将220V的交流电压变换成较低的交流电压，然后送给整流电路。在本设计中电源电路中取数值为22的η，所以降压后副边电压值为10V。2）整流电路：桥式整流电路由4个二极管组成，它的主要作用是将50Hz的正弦交流电转化成脉动的直流电。整流后的电压约为9V。3）稳压电路：稳压电路的作用是使输出的直流电压稳定，不随电压波动和负载电阻的变化而变化，这主要的功能要归功于芯片7805。
2、红外探测信号输入电路。红外探测信号输入部分由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、数字信号输入电路组成。当红外线传感器J1探测到前方人体辐射出的红外线信号时，J1的S端引脚会输出微弱的电信号，经过Q1等组成第一级放大电路的放大，然后通过C2输入到运算放大器UIA中进行高增益、低噪声放大。
3、时钟电路的设计。反向放大器的输入是XTAL1和输出是XTAL2。由于这个机器所用的一个周期中含有6个状态周期，还有就是在每个状态周期的下面有2个振荡周期，就可以计算出一共有12个振荡周期，在外接振荡频率为12MHZ的石英晶体振荡器时，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us
4、复位电路的设计。复位方法有两种，一种是自动复位，另一种是手动复位。单片机在时钟电路工作以后， 在RESET端持续给出2个周期的高电平时就可以完成复位操作本设计采用的是外部手动按键复位电路。
5、RS-232通信的设计。由于PC机是系统的主控机，主机PC和单片机之间采用的是RS-232总线标准进行通信，所以在电路设计时采用RS-232通信收发器芯片为MAX232，它是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5V单电源供电。
6、GSM短信模K。SIM900A是一款无线模块。SIM900A模块主要通过串口与单片机进行连接，实现对SIM900A模块的控制。SIM900A的串口提供了多条控制线，包含数据信号线TXD和RXD，状态信号线RTS和CTS，控制信号线DTR，DCD，DSR和RI。RXD数据接收信号线用于接收来自单片机的数据。由于SIM900A是一个功能完全的模块，在设计时SIM900A模块的电源管脚并连在一起，另外还需要连接SIM卡座，这样能够实现一个独立的GSM终端。
本论文研究基于GSM短信模块的家庭防盗报警器。通过以AT89S52为重要工作处理器核心单片机的防盗报警器。这个防盗报警器是利用被冻死热释电红外线外传感器检测进入安防内人体的红外线发出电信号，从而经过一系列的电流电压转换实现家庭防盗报警。GSM报警器有很多的特点，其中包括使用户能够操作简单、易懂、灵活；并且安装非常的方便、智能性高、误报率低达到了远程监控家居安全的目标。
参 考 文 献
[1]周航慈.单片机应用程序设计技术[D].北京：北京航空航天大学出版社，2010.
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关键词：STM32F103VCT6；程控放大；宽带
中图分类号：TM774 文献标识码：A
1 引言
宽带放大器广泛应用于电视图像信号放大、测量仪器、音响设备等，放大器的性能指标直接影响设备的质量，其主要的指标体现在带宽、频率响应平坦度、增益可调范围、输出能力等方面。以往宽带放大器通常以电阻器为放大器的负载，以电容器作级间耦合，为了扩展带宽，除了使增益较低以外，通常还需要采用高频和低频补偿措施，补偿因级间耦合电容的影响而引起的增益下降。本文研究的程控宽带放大器在保证0～10MHz的带宽的同时，解决了一般放大器的低增益问题，选用压控增益芯片VCA810，以及多级放大直接耦合的电路结构，可以使放大器在10MHz带宽时，仍然能达到60dB的最高增益，而且能够实现0～60dB范围内手动连续调节。
2 系统总体框图
本系统由前级放大模块、增益控制模块、带宽预置模块、后级放大模块、功率放大模块、直流稳压电源模块和按键及显示模块等组成。各模块间关系如图1所示，前级放大采用高速带宽集成运放器。压控增益芯片VCA810高增益在-40dB到40dB线性范围，增益控制带宽达到30MHz，可直接采用VCA810对已进行小倍数放大的信号进行再次放大或衰减。该方案方便、稳定，可操作性强。一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻（调谐滤波）状态，给某次谐波电流构成一个低阻态通路。这样谐波电流就不会流入系统。无源滤波的优点为成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大。功率放大采用单片集成宽带运算放大器THS3091，提供较高的输出电压，再通过并联运放的方式扩流输出，以满足负载要求，该方案电路较简单，容易调试，易于控制零点漂移。
3 系统硬件电路设计
3.1 前级放大电路
前级放大电路使用集成芯片OPA820对小信号进行放大，采用同相输入的方式对信号放大，反馈电阻使用滑阻，易于调节放大倍数。在高频电路中，电源要进行滤波和防自激振荡处理，以避免电路中的信号干扰和保护芯片，避免因自激振荡而损坏芯片，如图2所示。
3.2 增益放大电路
采用VCA810程控增益放大芯片υ鲆娣糯蟮缏方行设计，如图3所示。VCA810的增益可以在-40dB到40dB之间进行调整，增益控制范围广。但此芯片需要0～-2V电压控制，所以要将单片机DAC输出需设置成锁存电压输出且需要加一级反相器才能输出负电压，如图4所示。
3.3 滤波电路
由于在0～9MHZ通频带内增益起伏 ，所以做好滤波是关键，采用的是巴特沃斯无源滤波，因为巴特沃斯滤波在通频带内幅度变化较平坦，在截止频率衰减快，而集成运放的带宽有限，采用无源的滤波对电s路进行滤波，使用Filter-solution软件快速设计出合适的低通滤波器并用multisim进行软件仿真，如图5所示。
3.4 后级放大电路
此电路与前级放大一样，使用OPA820对信号进行放大，通过滑动变阻器调节放大倍数，如图6所示。
4 测试数据与分析
从信号发生器取不同频率对系统进行测试，从数字示波器和数字万用表中记录对应信号产生的变化数据。分别对5MHz和10MHz的低通滤波器进行通频带平坦度测试如表1和表2：
通过上表对5MHz和10MHz电路的分析可以知道，在0～4M，0～9M通频带内很平坦，完全符合通频带增益起伏≤1dB，步进增益也符合要求。
5 小结
本系统设计的放大器具有高带宽、高增益以及增益可调、带负载能力强的特点。在前级放大中，采用宽带放大芯片OPA820对输入信号进行放大，然后经过压控放大器VCA810对放大倍数进行调节。最后通过低噪声电流反馈运放THS3091进行功率放大，提高带负载能力，并达到10V有效值输出。制作PCB时，PCB板子画小一点，事先布局好，节约材料，线宽线距适当大一点才好焊接，高频座要焊接牢固。调试时，PCB板不要刮花了，如果刮花了，成板之后一定拿电表打一下是否断了。前级放大调好波形，使波形正负对称，避免使用加法器而让电路复杂化。
参考文献：
[1] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2] 谢自美.电子线路设计（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2015.
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【关键词】Multisim 函数信号发生器 仿真分析
函数信号发生器由正弦波、三角波和矩形波组成，通过RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波后，将正弦波经过零比较器得到同频的方波，将正弦波经过电压比较器和积分器产生三角波。振荡电路是一种能将直流能量转换成具有一定频率和幅度以及一定波形的交流能量输出的电路，按振荡波形可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路，正弦波振荡电路是一种基本的电子电路，电子技术实验中经常使用的低频信号振荡器就是一种正弦波振荡电路。大功率的振荡电路还可以直接为工业生产提供能源。无论对于哪种振荡电路，用传统方法精确分析起振、振幅、振荡频率的大小都是十分困难的，而用Multisim软件则可灵活方便的进行仿真分析。
一、MultiSim仿真软件简介
MultiSim是一款将电子电路设计及其测试分析相集成的电路设计仿真软件。它具备信号源、基本元器件、模拟数字集成电路、指示器件、控制部件、机电部件等各类元器件，可以对各类电路进行仿真，并且提供十多种虚拟仪器（如示波器、万用表、信号发生器、波特图图示仪、功率表等），以及18种仿真分析功能（如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、直流扫描分析等）。由于元件库中有若干个与实际元件相对应的现实性仿真元件模型，配合强大的仿真分析，使结果更精确、更可靠。
二、函数信号发生器的系统设计
根据设计要求，函数信号发生器由正弦波、方波、三角波信号发生器、放大输出及直流稳压电源组成，设计出系统框图如图1所示。
三、函数信号发生器的仿真分析
（1）正弦波仿真分析。运行Multisim10，在绘图编辑器中选择直流电源、运算放大器、电阻、电容、电位器、二极管等元件，组成函数信号发生器的正弦波电路。其中由U1A LM324、R1、W1、C3、C4、J3和R2、W2、C1、C2、J2，组成RC桥式正弦波振荡电路，通过转换J2、J3实现频率的粗调，调节电位器W1、W2实现频率的细调，达到频率的连续可调。由VD1、VD2、W3、R3、R4组成稳幅电路，使产生的正弦波幅度稳定。调整电位器W3，观察示波器显示的正弦波，当调到9%时，失真最小。
（2）矩形波仿真分析。运行Multisim10，在绘图编辑器中选择直流电源、运算放大器U1B、电阻R6、R12、稳压二极管VD3、VD4元件，组成函数信号发生器的矩形波电路。其输入端是正弦波，将正弦波产生电路输出的正弦波经过零比较器即可得到同频的方波。
（3）三角波仿真分析。运行Multisim10，在绘图编辑器中选择直流电源、运算放大器U1C、U1D、电阻、稳压二极管、电容等元件，组成电压比较器和积分器，即产生函数信号发生器的三角波电路。
其仿真的电路用波形如下图所示。
四、结论
应用Multisim10仿真软件进行工程设计，可以缩短设计周期，节省设计费用，提高设计质量；应用Multisim10仿真软件进行仿真教学，在课堂上使模拟电子技术教学更形象、灵活，更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，更好地掌握所学的知识的目的。尤其适用于综合设计性实验项目，可有效克服传统实验与实验室开放的局限。学生可据所学知识和能力，自选实验内容，自行设计电路方案，进行电路分析，从而掌握电子电路的设计与仿真分析过程，对提高学生动手能力和分析问题、解决问题的能力、综合设计能力和创新能力，具有重要的意义。
参考文献：
精品范文
10直流电阻