1、目 錄摘要 2第一章 設(shè)計(jì)的意義 3第二章 設(shè)計(jì)原理4一、電路設(shè)計(jì)的理論分析4二、電路的分模塊介紹5三、總體電路設(shè)計(jì)8第三章 仿真結(jié)果10第四章 心得體會(huì)13參考文獻(xiàn)13摘 要 本次課程設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了交直流電流轉(zhuǎn)換電路，對(duì)其原理做出較為詳盡的說明，并對(duì)電路進(jìn)行了仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。通過該課程設(shè)計(jì)，全面系統(tǒng)的理解了交流直流轉(zhuǎn)換器一般原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。把死板的課本知識(shí)變得生動(dòng)有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把學(xué)過的電子各個(gè)方面的知識(shí)強(qiáng)化，能夠把課堂上學(xué)的知識(shí)通過自己的設(shè)計(jì)表示出來，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解。其次，這次課程設(shè)計(jì)讓我基本掌握了multsim軟件的使用，明白了軟件仿真對(duì)設(shè)計(jì)的重要性。關(guān)

2、鍵字：交流直流轉(zhuǎn)換器 multsim軟件第一章 設(shè)計(jì)的意義 本次課程設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)一個(gè)交流電流轉(zhuǎn)換器，將幅值為0.1mA-0.5mA，頻率為50Hz的交流電流信號(hào)放大為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號(hào)。通過本次設(shè)計(jì)，我鞏固了鞏固了以前所學(xué)過的電流電壓轉(zhuǎn)換器、電壓電流轉(zhuǎn)換器和低通濾波器的相關(guān)知識(shí)，通過查閱資料學(xué)習(xí)了精密整流電路的相關(guān)知識(shí)，并應(yīng)用multisim仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。第二章 設(shè)計(jì)原理一、電路設(shè)計(jì)的理論分析

3、本次課設(shè)要求將幅值為0.1mA-0.5mA，頻率為50Hz的交流電流信號(hào)放大為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號(hào)。由于信號(hào)均為電流信號(hào)，為了便于信號(hào)處理，先通過電壓電流轉(zhuǎn)換器將電流信號(hào)變?yōu)殡妷盒盘?hào)；再根據(jù)要求需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行整流、濾波、放大處理；最后將電壓信號(hào)在變回符合要求的電流信號(hào)。總體框圖如下：輸入交流信號(hào)電流電壓轉(zhuǎn)換電路全波整流電路低通濾波電路電壓電流轉(zhuǎn)換電路直流信號(hào) 圖1 電路設(shè)計(jì)總體流程圖二、電路的分模塊介紹1、電流電壓轉(zhuǎn)換器輸入信號(hào)源為交變電流源，要得到交流電壓信號(hào)，這里采用最簡(jiǎn)單的形式，可以用跨阻放大器來實(shí)現(xiàn)。在此電路中，使用的是10k放大器的兩端接+（-）15V電源，保證其輸出的電壓

4、信號(hào)。2、全波整流電路 把交流電變?yōu)閱蜗蛎}沖電，稱為整流，將微弱的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)電，則稱為精密整流，用精密二極管來實(shí)現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)的用精密全波整流電路可以達(dá)到要求。下面介紹三種精密全波整流電路。 圖一為經(jīng)典全波整流電路，A1用的是半波整流并且放大兩倍，A2用的是求和電路，達(dá)到精密整流的目的。（R1=R3=R4=R5=2R2）這種電路有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)是可以通過改變R5來改變?cè)鲆妫灰粋€(gè)是可以在R5上并聯(lián)電容進(jìn)行濾波處理，剛好本次設(shè)計(jì)的符合要求。 圖二應(yīng)用四個(gè)二極管，要求R1=R2。A1是半波整流電路，是負(fù)半軸有輸出，A2的電壓跟隨器的變形，正半軸有輸出，這樣分別對(duì)正負(fù)半軸的交流電進(jìn)行整流。 圖

5、三匹配電阻要求R1=R2，R4=2R3，優(yōu)點(diǎn)是具有輸入高阻抗。如果在R4并聯(lián)電容，UO將產(chǎn)生直流衰減。3、低通濾波電路將一只電阻與反饋電容并聯(lián)如下如所示，就構(gòu)成了一個(gè)低通濾波器。則電路的直流增益：H0=-R2/R1 截止頻率：w0=1/R2C f0=1/2R2C電容值必須足夠大，才能使處理后的剩余輸出紋波在規(guī)定的范圍內(nèi)。這要求fo必須小于最小的工作頻率fmin。4、電流電壓轉(zhuǎn)換器本次設(shè)計(jì)可以采用浮動(dòng)負(fù)載或接地負(fù)載兩種轉(zhuǎn)換電路。下圖為浮動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)換器中的同向輸入型，圖中電流表測(cè)得的電流I0=V/R7。電流電壓轉(zhuǎn)換器三、總體電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求我設(shè)計(jì)了三種方案均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，電路圖如下：圖1 采用

6、高輸入阻抗型電路整流圖2采用經(jīng)典型電路整流并濾波圖3衰減采用后差分放大器型經(jīng)過仿真比較圖一方案性能最優(yōu)，方案二電路更加簡(jiǎn)潔。下面對(duì)方案一進(jìn)行詳細(xì)介紹。峰值0.5mA交流信號(hào)經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換器將交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電壓信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后電壓峰值為：v1=i×R01=0.5×10=5V。 經(jīng)轉(zhuǎn)換后的交流電壓信號(hào)經(jīng)全波整流得到單向脈沖信號(hào)（負(fù)值）：v2=-v1交流信號(hào)進(jìn)行全波整流后經(jīng)帶增益的低通濾波，就得到一個(gè)直流電壓，這個(gè)電壓是已整流信號(hào)的均值：v3=v2××2×(R07+R8)/R06=5×0.6366×255/200=3.58V

7、電容值必須足夠大，才能使處理后的剩余輸出紋波在規(guī)定的范圍內(nèi)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，當(dāng)fmin=50Hz時(shí)，其中電容應(yīng)滿足：C1/2(R07+R8)fmin=14.14nF經(jīng)過電壓電流轉(zhuǎn)換器，要使輸出電流電壓符合要求，電阻R08的取值為：R08=v3/20=3.18/20=0.179k第三章 仿真結(jié)果通過multisim仿真軟件的仿真電路如下圖：峰值0.5mA交流信號(hào)經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換器將交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電壓信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后電壓仿真如下圖所示，經(jīng)轉(zhuǎn)換后電壓峰值為5v，與計(jì)算結(jié)果相吻合。經(jīng)轉(zhuǎn)換后的交流電壓信號(hào)經(jīng)全波整流得到單向脈沖信號(hào)如下：經(jīng)濾波后，由于加入濾波電容，電路相應(yīng)發(fā)生延遲，電壓是已整流信號(hào)的均

8、值，此時(shí)仿真結(jié)果電壓為3.61V，與計(jì)算結(jié)果基本相符，通過濾波得到的波形如下： 最終通過電流表的電流的直流分量為20.004mA，相對(duì)誤差值為0.02%，電流表的交流分量為0.134mA，相對(duì)誤差為0.67%，基本完成了從交流電轉(zhuǎn)化為直流電并放大的設(shè)計(jì)要求，仿真圖如下： 第四章 心得體會(huì)在此次的課程設(shè)計(jì)過程中,我更進(jìn)一步地熟悉了運(yùn)算放大器和模擬電路工作原理和其具體的使用方法。在設(shè)計(jì)全波整流電路部分時(shí)，我通過查詢相關(guān)書籍和資料，按時(shí)準(zhǔn)確地將系統(tǒng)原理弄清楚，并且找出原始電路圖優(yōu)點(diǎn)和不足。通過自己的計(jì)算，將改進(jìn)后的電路圖取得了仿真的成功。這一過程不光增長(zhǎng)了自己的知識(shí)，而且鞏固了自己學(xué)習(xí)知識(shí)、處理問題的能力。在設(shè)計(jì)電路過程中,仿真電路與實(shí)際的電路有出入，經(jīng)過老師的指導(dǎo)和與同學(xué)的討論，我對(duì)電路進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)。此次課程設(shè)計(jì)不光增長(zhǎng)了我的知識(shí)