本课程专注于模拟电路中放大器系统的深入研究与设计,涵盖理论知识及实践应用,旨在培养学生在电子工程领域的创新能力和技术素养。
《模拟电路课程设计:放大器系统设计》是电子工程专业的重要实践环节之一。本次的设计任务是在电阻值变化±2%的情况下,构建一个能够维持输出电压在±10V范围内的放大器系统,并且要求当偏差为零时输出也为零;而在正负1%的偏差下分别达到8V和-8V的目标,整个过程中的误差需控制在不超过±5%之内。设计的主要目的是训练学生对模拟电路的理解能力以及放大器的设计与调试技能。
该任务的核心在于构建一个稳定的基准电压源、一种温度敏感电桥传感器及能够将微小的电压变化放大的电路模块。其中,稳压管和同相比例运算组合构成的基准电源可以提供10V左右的稳定输出;而电阻R3在98Ω至102Ω范围内波动时产生的电压变化(ΔV)会被放大器捕捉并进一步增强。
设计中的关键步骤是参数计算:对于基准电源,需要设定合适的电阻值以确保稳压管处于稳定的运作状态。例如,在本案例中选择了R1=23.5kΩ和R5=27kΩ、以及R3=5.3kΩ的组合;电桥传感器方面,则通过选择R1=R2=100kΩ来满足平衡条件,以配合基准电压源工作。放大电路部分则需要调整电阻值(如设定为:R2=R3=3kΩ, RY2=RY3=18.5Ω, RM3=RM4=40Ω)达到所需的放大量。
在仿真阶段,首先单独验证基准电源的性能,并通过调节参数确保输出接近于10V;接着对放大电路进行±2%电阻变化情况下的正反向测试以确认其是否符合设计指标。整体模拟则需要考察各个部分协同工作的效果,通常会借助Multisim等工具来完成。
最后,在元件列表中列出了包括运放3288和稳压管IN5230在内的关键组件及其电阻与电容值信息,这些是实现电路功能的基础条件。
综上所述,本次课程设计不仅巩固了模拟电子技术的基本知识,并且增强了对实际电气元器件特性的理解及应用能力。同时,在实践中还遇到了诸如运放失调电压问题、理想模型和真实设备之间的差异等问题的挑战,以及学习到了使用电路软件的专业技巧等多方面的收获与成长。尽管实验过程中不可避免地会出现误差现象,但通过不断的优化调试可以逐步减少这些偏差的影响。总体而言,这次设计加深了对模拟电路的理解,并提升了动手操作及跨学科知识综合运用的能力水平。