模拟电路课程设计报告
设计内容:串联型直流稳压电源
设计一个输出电压在6~15V可调的串联型直流稳压电源，将市电(220V/50HZ的交流电)经电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路后转变为6~15V的直流稳定电压。
目录
一：设计要求
二：直流稳压电源原理描述
三：设计步骤及电路元件选择
四：各模块电路图及其仿真结果
五：总的电路图及其仿真结果
六：总结
一：设计要求
设计一个最大负载电流100mA左右，输出电压在6~15V可调的串联型直流稳压电源，将市电(220V/50HZ的交流电)经电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路后转变为6~15V的直流稳定电压。
二：直流稳压电源原理描述
电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
图（1）直流稳压电源框图
图(4)具有放大环节的串联型稳压电路
图（5）串联型直流稳压电源电路图
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图（1）所示。电网供给的交流电压U1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压UI。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
图（2）,（3），（4）串联起来就组成了具有放大环节的串联型稳压电源电路图，即图（5），其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为具有放大环节的串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管Q1，Q2组成的复合管）；比较放大器（集成运放A）；取样电路R2、R4、R3，基准电压DZ、R1 等组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经比较放大器放大后送至调整管的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。
三：设计步骤及电路元件选择
设计过程采用模块化进行，先依次设计好各模块电路及仿真无误后，再将它们串联起来组成总的电路图；
电路元件选择：
1：Ui的确定
Ui=Uo+Uce,因为Uomax=15V,Uce>Uces=1~2V,取Uces=2V,所以Ui=Uomax+Uces=17V;
2:调整管的选择
Ucemax=Ui-Uomin=17-6=11V,查表选择D42C3，为扩大输出电流范围，采用D42C8和D42C3构成的复合管;
3：稳压二极管Dz的选择
Uz小于等于Uomin=6V,所在选用ZPD51稳压管，参数为Uz=518V,Iz=1~10mA；
4：电阻R1的选择
UR1=Ui-Uz=17-5=12V,IR1取10mA, R1= UR1 / IR1=12k,R1取1k;
5: 集成运放的选择
因为本电路对集成运放要求不高，所以选用通用型集成运放；
6：滤波电容C1的选择
为提高滤波效果，C1选用470uf的电解电容；
7：取样环节的电阻R2，R3，R4的确定
Uomax=(R2+R3+R4)Uz/R3
Uomin=(R2+R3+R4)Uz/(R3+R4)
其中R4为最大阻值为1Ko的滑动变阻器，Uz=518V, Uomax=15V,Uomin=6V,联立方程，可求得R2=264ohm,R3=666ohm;
8：U2及变压器的确定
对于全波整流电路，Ui=12U2,所以U2=Ui/12=14V,所发选用变比为10：1的变压器，再通过电阻分压后得到14V电压；
9：整流二极管的选择
URm>111414U2=11141414=22V,查表选用1B4B42
四：各部分电路图及其仿真结果
1 电源变压器电路图及其仿真结果
电源变压器将交流市电（220V/50HZ）电网电压u1变为合适的交流电压u2
2 单相桥式整流电路图及其仿真结果
整流电路的任务是把交流电压转变为直流脉动的电压
电路图：
仿真结果：
3电容滤波电路图及其仿真结果
电路图：
仿真结果：滤波电容C=22uf
滤波电容C=470uf时
4 具有放大环节的串联型稳压电路图及其仿真结果
五：总的电路图及其仿真结果
通过调节滑动变阻器R4的阻值可得到6~15V稳定的直流电压
仿真结果：
输入电压U2波形图
输出电压U0波形图
六：课程设计总结与体会
1 通过这次稳压电源的设计,使我巩固和加深了在模拟电子技术课程中所学的理论知识，对整流电路,滤波电路,稳压电路等的认识更加深刻,并学会查阅相关手册和资料，提高了分析问题，解决问题的能力；
2 采用分模块的设计顺序可以优化设计流程，使之更符合逻辑性。但是需要注意的是，在其中每个环节必须认真进行，如果某模块电路没有设计好，或者存在错误，则总的电路必然会受到影响,所以在设计过程中我们要保持认真严谨的态度；
3 这次课程设计是一次理论联系实际的过程，在设计中遇到了许许多多的实际问题，在理论上正确的结果在模拟时可能出现各种各样意料之外的结果，这就需要我们在设计的过程中从实际出发，尽可能的考虑到实际情况。另外，在遇到问题时要学会用理论联系实际的方法分析问题，解决问题；
4 通过这次课程设计，使我基本掌握了设计软件Multisim2001的使用方法,且初步掌握了电子电路的设计方法,在以后还需多加练习，熟练掌握；
5 回顾本次课程设计，至今感慨颇多，从选题到定稿，从理论到实践，使我懂得了理论和实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正掌握知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力；
本电路(见图1)是一种频率可调的移相式正弦波发生器电路，其频率稳定度通过实际测试为0002％。该电路性价比高，用很便宜的几个元件在很宽的频段内，实现频率连续可调。笔者在实验时将频段分为低、中、高三个频段，用拨动开关进行切换，用双联电位器R8、R9调节其阻值，实现了输出频率从07Hz～60kHz连续可调的功能。
该电路采用±15V供电，通过R11可调整输出正弦波的峰峰值，只要U1A的放大倍数满足大于1的条件，电路即可产生振荡。输出正弦波的峰值，最大可达20V左右。C3、C4、R8、R9决定输出频率，其输出最高频率还取决于运放的截止频率。以下是实际调试中输出波形和电容、电位器的参数值： 低频段：067Hz～42Hz
双联电位器阻值100kΩ／100kΩ
信号峰一峰值：21～22V
中频段：27Hz～1500Hz
双联电位器阻值：100kΩ／100kΩ
信号峰一峰值19 6～17 8V
高频段：1_28kHz～60Hz
双联电位器阻值100kΩ／100kΩ
信号峰一峰值：14～155V
图2是电路仿真的输出波形。图1电路中A点和B点(输出)与图2中的A点和B点的输出波形相对应。A点为U2A的输出波形，B点为U3A的输出波形，从仿真结果不难看出，A点刚好比B点的相位延迟90°，信号经过U3A再移相90°后，刚好移相180。，此时B点和U1A输出的相位刚好刚相差180°。电路要求C3、R8和C4、R9两个网络参数的值要完全相同才会获得最理想的波形。由于笔者没有相关仪器，无法测量正弦波的失真度，但是从软件仿真和硬件实验来看，输出波形还是挺让人满意的。
要想实现输出频率的连续调节，就必须同时改变的阻值，实验证明用双联电位器可实现频率的连续调节，但R8、R9由于电位器的固有噪声在旋动中会有波形跳动的现象，所以电位器的品质直接影响着频率输出的稳定性。
本电路的最高输出频率取决于C3、C4、R8、R9选频网络的值和运放的响应频率，由于笔者需求的频段是1Hz～50kHz，所以未实验本电路的高频特性。理论上如不考虑运放的响应频率，改变RC的值，可使振荡频率工作在几百kHz左右。
TR1结型场效应管在这里充当压控可变电阻，它与R3、R4一起构成文氏振荡器的负反馈回路，TR1的电阻越大，负反馈越强。D2、D3、R8、R9、R10与IC（2/2）对输出振荡电压进行全波整流，在IC的1脚产生负的整流输出电压，经过D1与R7、C4滤波后获得一个负的直流电压，该电压与振荡输出的幅值差不多相等。这个负电压加在TR1的G极，控制着TR1的D-S极之间的电阻值。振荡输出幅度增大，TR1的G极电压就越负，TR1的D-S极间阻值变大，负反馈增强，使得振荡幅度减小。通过以上的自动调节，使振荡幅度保持稳定，避免放大器进入非线性区域，从而获得良好的正弦波形。
文氏振荡器常见的一种稳幅措施是在负反馈回路中加入二极管（见下图）：
