隔离放大电路报告

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1、沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 隔离放大电路 系 别 班级 学生姓名 梅 职称 至 2010年 5月 28日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目： 隔离放大电路 系 别 班级 指导教师 职称 课程设计进行地点： 任 务 下 达 时 间： 2010年 5 月 12 日 起止日期：2010年 5月 24 日起至 2010年 5 月 28日止 教研室主任 2010 年 5月 5 日批准隔离放大电路的设计1 设计主要内容及要求1.1 设计目的：（1）掌握隔离放大电路的构成，原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。1.2基本要求：（1）输入信号为方波，幅度1V，频率100

2、Hz40kHz；（2）采用适当的隔离设备不影响信号提供者;（3）输出信号上升及下降时间占有方波周期的5%以下；（4）输出信号幅度不低于3V。1.3发挥部分：（1）tpd100s；（2）幅度分段可调；（3）其他。2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A3

3、，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12010.5.24讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图打分22010.5.25检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误打分32010.5.26检查逻辑图并指出错误及纠正；讲解接线图绘制及报告书写打分42010.5.27继续修正逻辑图，指导接线图绘制方法

4、，布置答辩打分52010.5.28答辩、写报告打分2010-5-28沈 阳 工 程 学 院 模拟电子技术 课程设计成绩评定表系（部）： 班级： 学生姓名： 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指

5、导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分中 文 摘 要本次课程设计的题目是隔离放大电路，实际上是对线性光耦的延伸，主要工作部分是一

6、个光耦对电路的控制,在工业自动化检测、计算机数据采集系统、测量仪表等诸多工业测量中, 需要解决的一个共性问题就是工业现场模拟信号采集过程中的抗干扰问题。解决模拟信号通道干扰的一个有效方法是采用模拟信号隔离技术, 也就是设法将干扰信号源与测量系统隔离, 仅允许被测量信号进入测量系统。光电隔离是常用且方便有效的隔离方法, 它是通过光电之间的相互转换, 并利用光作为媒介进行信号传输, 在电气上使测量系统与现场信号完全隔离的一种方法。光电隔离可以减小现场信号线以及地线干扰对系统的影响,保证系统安全。此外,由于光电耦合器的输入阻抗小于干扰源的内阻, 因而使迭加于被测量信号上的干扰信号被极大的衰减(基本无

7、法进入测量系统) ,从而保证测量的准确度。 关键词 隔离放大器 光耦 电压放大电路 电压跟随器 目录课程设计任务书II隔离放大电路的设计III模拟电子技术 课程设计成绩评定表IV中 文 摘 要V1.设计任务描述11.1 设计题目:11.2 设计要求：11.2.1 设计目的：21.2.2 基本要求：2发挥部分：22.绪论33.基本框架54.设计过程及参数计算64.1理论准备64.2转换74.3参数的修改84.4注意的问题125.电路元件清单136.主要元器件介绍147. 小结178. 致谢199. 参考文献.20附录隔离放大电路图211.设计任务描述1.1 设计题目:隔离放大电路1.2 设计要求

8、：1.2.1 设计目的：（1）掌握隔离放大电路的构成，原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。1.2.2 基本要求：（1）输入信号为方波，幅度1V，频率100Hz40kHz；（2）采用适当的隔离设备不影响信号提供者;（3）输出信号上升及下降时间占有方波周期的5%以下；（4）输出信号幅度不低于3V。1.2.3发挥部分：（1）tpdI2，表明发光二极管已开始发光，光电三极管有弱光照而脱离截止区。 (3)当输入电流I1在14 mA时，输出电流I2为07419 mA，I1I1，表明I2随I1增大到一定程度时，已不能继续成线性变化。此后，电流传输比下降，光电耦合器开始进入饱和状态。 根据以上

9、分析，可以看出，I1的大小决定电路的工作状态。I1过大或过小，电路均工作在非线性区，只有在一定的范围内，MOCD213才工作在线性区。在设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择线性光耦合器的型号及参数，选取原则如下：（1）光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是50%200%。这是因为当CTR50%时，光耦中的LED就需要较大的工作电流(IF5.0mA)，才能正常控制单片开关电源IC的占空比，这会增大光耦的功耗。若CTR200%，在启动电路或者当负载发生突变时，有可能将单片开关电源误触发，影响正常输出。（2）推荐采用线性光耦合器，其特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整。4.2转换 网上原图：

10、 改造后最原始的电路：4.3 参数的修改v 最原始仿真图 （相关电路图）v 改变滑动变阻器的最大阻值，调节滑动变阻器，同时改变电容 仿真图1 v 改变光耦类型仿真图2 因为对仿真图没什么影响，所以我继续换着光耦，终于在最后决定用MOCD213仿真图3v 改变运算放大器类型 因为波形图出现严重的失真，所以我参考了一些资料，知道光耦之所以能隔离，有一部分是因为接不同的地，所以决定把所有的接地都分开v 改变所有接地，使电路隔离改后部分图仿真图v 改变运放的电阻 理论知识 图中输出通过负反馈的作用，使vn自动地跟踪vp， 即vpvn，或vidvpvn0。这种现象称为虚假短路，简称虚短。由于运放的输入电

11、阻ri很大，所以，运放两输入端之间的 ip-in (vpvn) / ri 0，这种现象称为虚断。根据虚短和虚断的概念有vpvn， ip-in0 改后部分电路图5点电压测量表仿真图因为需要的是3V的输出，而由理论知识知道V0=AV*V5,所以应该提高5点电压，所以我试着改变R6的值v 改变R6的值 改后部分电路图5点电压测量表仿真图 4.4 注意的问题步骤如下：1. 电路中所有Vcc VDD为电源，GND为地，但光电耦合器左右两边用两套电源，以避免信号干扰。 2. 对单个放大器而言，在调试时，尽量让输出电压在12V以下。 3. 光电耦合器的输入电流应在210mA为宜(这是光电耦合器的线性区，电流

12、太大或太小都会偏离线性区)，本实验采用6.17mA(0V输入时)。且当输入电压Vin从05V改变时，光电耦合器(1)的输入电流应尽量在一个较小的范围内变化，这样可以尽可能保证输入电流在光电耦合器的线性区内变化。4. 为保证光电耦合器工作在线性区，调节放大器(1)同相端的输入电压，使输出电压达到一个线性度较好的工作区。5.电路元件清单元件名称型号规格数量电容50uF1电容1uF1电阻1001电阻3001电阻1401电阻10k1电阻20k1电阻9k1光耦MOCD2131放大器AD706KN1直流电源VCC1直流电源VDD1地1地4导线若干6.主要元器件介绍图MOCD213MOCD213光耦要求参数

13、：AD706KN 放大要求参数7.小结 一周的模拟电子设计结束了，时间虽然很短暂，但是我了解了很多有关专业课的课外知识，让我觉得这一周过的非常充实，当然也挺累。记得第一天老师刚把任务下发给我们的时候，我真的是丈二的和尚摸不着头脑啊。因为很多东西都不是我们课堂所学的，必须把我们所学的东西加以延伸，这就需要我们得自己去找资料。每一个课题的任务都很重，而且时间又那么紧，我的第一反应就是这刻怎么办，但老师说要想学会东西就得付出努力，自己去动手动脑，找到入手点，只要肯努力就一定能完成好。这无疑给我增加了一份信心。 付出了辛苦就会有回报，通过对隔离放大电路的设计，我深刻认识到了“自己动手学习”重要性。对于

14、我们来说，隔离放大是一个完全陌生的题目，经过老师的提点,我们知道了应该从光耦入手，因此我们不仅去图书馆寻找，也通过网络寻找。渐渐的我也能懂得电路构建的原理，同时我们也通过网络寻找到一些有关的图，经过改造我们的电路图也基本出来了。可是当我们仿真时，却没出现波形图，在紧张的同时，我们试着慢慢变换参数，终于在我们的共同努力下，出现了我们想要的波形。 我们的电路主要是通过光耦将输入与输出联系，通过电光电的转换，实现隔离，同时通过运算放大器放大电压，从而实现隔离放大的目的。通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，比如光耦，而且也巩固了以前知道的知识，比如同相比例放大，最重要的是在实践中理解

15、了书本上的知识，学会自己学习，明白了学以致用的真谛。 在整个设计过程中，我个人感觉参数设定部分是最难的，因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，你必须考虑到各种外界环境对电路的影响。 理论应用到实际当中才使得知识变得更生动，学习起来也就不是那么困难了！经过这么多天的忙碌与奔波，我的课程设计现在终于完成了，感觉真的是松了口气，但是更多的是兴奋与喜悦。因为着里面充满了我的努力与汗水，也遇到了很多的困难，真的到了完成它着一刻，我的心情无法形容。说句实在话，这次的实训让我掌握了很多有关光耦的知识，但我认为更加重要的是陪养了我自己去做一件事情的能力和解决困难的能力。一件事情没做之前可能看上去很难

16、，但是当你用心钻研去做它时，它可能就没有想像的那么难。而且当你独立完成它后，那种成就感只有自己能够体会的到，这会给你日后做其他事情带来的不仅仅是经验，更重要的是你的自信心会有很大的提升。同时通过这次的实训也使我懂得了怎样把课堂上学到知识运用到实际当中去，通过自己去设计、分析，使自己对模拟电路的相关知识有了更深一层的理解，二这是整天都坐在教室里面看书所达不到的。设计时要结束了，但是我想：我们今后的路还长着呢! 所以，我们应该不断的充实自己。这样才能学好专业课，而且会对我们今后的工作和生活有很大的帮助！8.致谢 一周的模拟电子课程设计已经结束，能够在这短短的时间里很的完成任务，得益于各位老师的指导

17、和帮助，也有同学的互助和自己的辛苦努力。团队的力量是必须的，领头的更是作用更大，同组之间是团队，黄硕老师就是我们大家的领头。感谢老师的耐心讲解指导，让我们在毫无头绪中有了方向，让我们知道该往哪方面去着手，去寻找资料；感谢我组的同学，我们相互探讨难点要点，遇见问题，大家在一起集思广益，不丢不落，一起努力；感谢那些曾经帮我的同学，不因我的问题傻而嫌弃我，总是认真帮我讲解； 感谢我自己的辛苦，对于自己的努力，我也感到很开心，我相信我也可以做好；感谢沈阳工程学院图书馆的支持，科技书刊借阅室和多媒体电子阅览室提供本设计要求所需资料。 总之，谢谢了。9.参考文献 1一种实用的线性隔离检测电路J电工技术，2000，（10）2Linear optocoupler application notesMAmerican，Clare Co345附录隔离放大电路图