反馈式稳幅电路课程设计_课程设计报告(编辑修改稿)

反馈式稳幅电路课程设计_课程设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

相位。 当输入电压为正弦波时半波整流和全波整流输出波形如图 所示。 8 图 半波整形与全波整形输出波形 半波精密整流电路工作原理 当 uI 大于 0时，必然使集成运放的输出 Uo﹤ 0， 从而导致二极管 2D 导通，1D 截止；小于 0时，必然使集成运放的输出 Uo﹥ 0，从而导致二极管 1D 导通， 2D截止。 .2 半波精密整流电路原理图 9 图 二极管的伏安特性曲线 在如图 所示的半波整流电路中，由于二极管的伏安特性曲线如图 所示，当输入电压 uI 幅值小于二极管的开启电压 Uon 时 ，二极管在信号的整个周期均为截止状态，输入电压始终为零。 即使 uI 幅值足够大，输入电压也只反映 uI 大于 Uon 的那部分电压的大小。 因此，该电路不能对微弱信号整流。 半波精密整流电路如图所示，其工作原理： 当 uI 大于 0时，必然使集成运放的输出 Uo﹤ 0， 从而导致二极管 2D 导通， 1D截止，电路实现反相比例运算，输出电压 Uo=( 1R / 2R )uI ， 当 uI 小于 0时，必然使集成运放的输出 Uo﹥ 0，从而导致二极管 1D 导通， 2D截止， 1R 中电流为零，因此输出电压 Uo=0。 二极管具有单向导电性，这在电子电路中应用非常广泛。 例如整流电路就是二极管的典型应用之一。 但由于二极管死区电压的存在，对于幅值小于死区电压的正弦信号来说， 二极管将不导通，故起不到整流作用。 图 3. 2所示的电路，就是 一精密整流电路，它将毫伏级的正弦信号转换成半波输出。 二阶低通滤波器电路的设计 滤波电路 滤波电路是一种能让需要频段的信号顺利通过，而对其它频段信号起抑制作用的电路。 这种电路中，能把顺利通过的频率范围，称之为“通频带”或“通带”；反之，受到衰减或完全被抑制的频率范围，称之为“阻带”；两者之间幅频特性发生变化的频率范围，称之为“过渡带”。 理想滤波器的特性只需用截止频率描述，而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点，两截止频率之间的幅频特性也非常数，故需用更多参数来描述。 10 通带放大倍数 UPA。 称通带中输出电压与输入电压之比 UPA 为通带放大倍数。 通带截止频率 cf。 幅频特性值等于 UPA 所对应的频率称为滤波器的截止频率。 以 UPA 为参考值， UPA 对应于 3dB 点，即相对于 UPA 衰减 3dB。 若以信号的幅值平方表示信号功率，则所对应的点正好是半功率点。 图 低通滤波器的实际幅频特性 从 cf 到 uA 接近零的频段称为过渡带，是 uA 趋近于零的频段称为阻带。 过渡带越窄，电路的选择性越好，滤波特性越理想。 分析滤波电路就是求解电路的频率特性，对于 LPF,HPF,BPF,BEF,APF 就是求解出 UPA ， cf 和过渡带的斜率。 有源滤波电 路 此次设计我们所用的是有源滤波电路。 有源滤波电路一般是由 RC 网络和集成运放组成，因而必须在合适的直流电源供电的情况下才能起到滤波作用，与此同时还可以进行放大。 组成电路时应选用带宽合适的集成运放。 有源滤波电路不适用于高电压大电流的负载，只适用于信号处理。 通常，直流电源中整流后的滤波电路均采用无源电路，且在大电流负载时，应采用 LC 电感电容电路。 有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经 A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为 PWM的调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制 IGBT 单相桥，根据 PWM 技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。 这是前馈控制部分。 再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。 11 二阶低通滤波电路 反相二阶低通滤波器如图 ，它是在反向比例积分器的输入端再加一节 RC低通电路而构成。 加入 RC节可以使滤波器的过渡带变窄，衰减斜率的值加大。 这次我们选用低 通滤波器是使其抑制高频量或干扰和噪声，允许信号中的低频或直流分量通过。 图 反相二阶低通滤波器 场效应管电路的设计 场效应管的工作原理 场效应管如图 工作原理用一句话说，就是“漏极 源极间流经沟道的ID，用以门极与沟道间的 PN 结形成的反偏的门极电压控制 ID”。 更正确地说，ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由 PN结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。 在 VGS=0 的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极 源极间所加 VDS 的电场，源极区域的某些电子 被漏极拉去，即从漏极向源极有电流 ID 流动。 从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，ID 饱和。 将这种状态称为夹断。 这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是 12 电流被切断。 在过渡层由于没有 电子 、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动。 但是此时漏极 源极间的电场，实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近，由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。 因漂移电场的强度几乎不变产生 ID 的 饱和现象。 其次， VGS 向负的方向变化，让VGS=VGS(off)，此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。 而且 VDS 的电场大部分加到过渡层上，将电子拉向漂移方向的电场，只有靠近源极的很短部分，这更使电流不能流通。 图 场效应管 场效应管的主要作用。 由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此 耦合电容 可以容量较小，不必使用 电解电容器。 常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。