模拟电子课程设计-- 传感器测量系统的设计

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1、 模拟电子技术课程设计任务书模拟电子技术课程设计任务书 姓 名： 院 （系） ：信息系 专 业 ： 班 级： 课程设计题目： 传感器测量系统的设计 课程设计要求：设计一个放大器系统，当电阻值变化1%时，放大电路能够产生 6V 的输出电压。要求偏差为 0 时输出为 0，偏差为 1%时输出为 6V，偏差为-1%时 输出为-1V，误差不超过2%。 设计任务总述：对设计题目进行分析，根据设计的要求先确定基准电压源：为测 量电桥提供一定精度要求的 7.0V 基准电压，然后修改电路，进行参数计算.，测量当 电阻值变化1%时， 放大电路能够产生6V 的输出电压； 要求偏差为 0 时输出为 0， 偏差为 1%

2、时输出为 6V，偏差为-1%时输出为-6V，误差不超过2%；最后电路仿真 实验。 工作计划及安排： 熟悉课题要求，查找相关资料；甄选资料的相关内容，初步确定设计方案；寻找参 考电路,修改电路，进行参数计算.调试（仿真） ，如不成功，返回第 2 步整理数据; 撰写课程设计报告。 成绩 指导教师签字_ 年 月 日 摘要：摘要： 设计一个放大器系统，当电阻值变化2%时，放大电路能 够产生8V 的输出电压。要求偏差为 0 时输出为 0，偏差为 2%时输 出为 8V ，偏差为-2%时输出为-8V，误差不超过5%。 一、电路结构及原理说明：一、电路结构及原理说明： 该电路由四部分组成：基准电压源电路、测量

3、电桥电路、放大电 路、电平转移电路。 电路框图如下所示： 1基准电压源：为测量电桥提供一定精度要求的 7.5V 基准电压，采 用 5.6V 稳压管与同相比例运算电路结合实现。 2测量电桥电路：当电桥的所有阻值都相同时，输出电压为零。当 有一电阻发生变化时将会有电压输出。此电路可以等效为传感器测量电 路，测取的温度变化量并将其转化成电压变化。 3.放大电路： 放大电路用于将测温桥输出的微小电压变化（V）放大，使其满足 性能要求。放大电路采用两个同相电压跟随器（作为输入缓冲器）与两级 放大器组成， 其中第一级放大器为差动放大器， 第二级放大器为可以方便 调节的反相比例运算电路。 4.电平转移电路：

4、 二、测量电路和参数计算测量电路和参数计算 基 准 电 压 源 测量电桥 放大电路 电平转移电 路 1、基准电源电路 基准源输出电压为 V+=6.0V，稳压管电压为 5.6V，取稳压管的稳 定电流为 11.2mA。 根据基准源电路有 Vz RJ RJ Vo) 1 2 1(1 07.1 6.5 0.6 ) 1 2 1( 1 RJ RJ Vz Vo 得到： 07.0 1 2 RJ RJ 选 RJ2=5k，可得 RJ1=71.43k。 由于 JFJF F RR VzVo I 6.50.6 R11 R21 R22 R31 R32 R41 R42 vo vi1 vi2 . . . . VS RJ1 RJ

5、2 RJ3 RJ4 RJF DJ1 Vz V+ . . . . R1 R3 R4 R2(1+ ) Vo . . . . . . . . 若取 IF=1mA，则有 JF R mA 6.50.6 1 得到 RJF=0.4k。 电阻 R3 和 R4 的计算： 由稳压管开始启动的条件： 7.0 43 4 VzVVzVs RR R D JJ J 设 VS、RJ3、RJ4组成的电路向稳压管提供的电流为 0.2mA， 若流过 R4 的电流也为 0.2mA：则由下式： mA2.0 7.06.5 4 4 J RJ R I 可得 RJ4=31.5k 因为流过 RJ3电阻的电流为 0.4mA，所以 mA4.0 3.

6、6 3 3 J RJ R Vs I 取 VS=10，得到： k25.9 4.0 3.610 3 J R 验证 V3.67.073.710 5.3125.9 5.31 43 4 VzVVzVs RR R D 这是一个启动电路。 VS RJ3 RJ4 DJ1 . . . 5.6V 0.2mA 0.2mA 0.4mA . . 2、测量电桥的计算 V RR RR V RR RR V RR R RR R Vo） 21 2|1 () )1(21 2|1 ( 21 2 1)1(2 )1(2 1 式中 V+是电桥的基准电压。由于 Vo1 与电压 V 成正比，因此 V 应该由 基准电压源电路提供。 取 V=6.0V，电桥的 R1=R2=R3=R4=100k