第一章 設計任務
數(shù)字顯示可調(diào)直流穩(wěn)壓電源
制作一個帶數(shù)字顯示的可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，可采用線性穩(wěn)壓電源或者開關電源的形式。
要求：1. 電源用220v交流電供電。
2．直流輸出范圍9v到12v。
3. 輸出電流至少能達到500mA。
4. 輸出電壓波紋小于50mv。
5. 輸出電壓的大小可以通過數(shù)碼管顯示，顯示結果精確到小數(shù)點后1位（即百分位可以不準），顯示結果與實際輸出電壓誤差不超過5%（以萬用表測量為準）
第二章 設計步驟
1．電路圖設計
（1）確定目標：設計整個系統(tǒng)是由那些模塊組成，各個模塊之間的信號傳輸，并畫出直流穩(wěn)壓電源方框圖。
（2）系統(tǒng)分析：根據(jù)系統(tǒng)功能，選擇各模塊所用電路形式。
（3）參數(shù)選擇：根據(jù)系統(tǒng)指標的要求，確定各模塊電路中元件的參數(shù)。
（4）總電路圖：連接各模塊電路。
2．電路安裝、調(diào)試
（1）為提高學生的動手能力，學生自行設計印刷電路板，并焊接。
（2）在每個模塊電路的輸入端加一信號，測試輸出端信號，以驗證每個模塊能否達到所規(guī)定的指標。
（3）重點測試穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)。
（4）將各模塊電路連起來，整機調(diào)試，并測量該系統(tǒng)的各項指標。
第三章 方案論證與比較
3．1 穩(wěn)壓電源的分類
穩(wěn)壓電源的分類方法繁多，按輸出電源的類型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按穩(wěn)壓電路與負載的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源；按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源；按電路類型分有簡單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源，等等。如此繁多的分類方式會讓我們摸不著頭腦，不知道從哪里入手。我們必須弄清楚各個類別的特點，才能從中選出最佳方案。
3．2．1 穩(wěn)壓電源部分方案
方案一：簡單的并聯(lián)型穩(wěn)壓電源；
并聯(lián)型穩(wěn)壓電源的調(diào)整元件與負載并聯(lián)，因而具有極低的輸出電阻，動態(tài)特性好，電路簡單，并具有自動保護功能；負載短路時調(diào)整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小電流時調(diào)整管需承受很大的電流，損耗過大。
方案二：輸出可調(diào)的開關電源；
開關電源的功能元件工作在開關狀態(tài)，因而效率高，輸出功率大；且容易實現(xiàn)短路保護與過流保護，但是電路比較復雜，設計繁瑣，在低輸出電壓時開關頻率低，紋波大，穩(wěn)定度差，因而也不能采用此方案．
方案三：串聯(lián)型穩(wěn)壓電源
并聯(lián)穩(wěn)壓電源有效率低、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍小和穩(wěn)定度不高這三個缺點。而串聯(lián)穩(wěn)壓電源正好可以避免這些缺點，所以現(xiàn)在廣泛使用的一般都是串聯(lián)穩(wěn)壓電源。而簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出電壓受穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值得限制無法調(diào)節(jié)，必須對簡易穩(wěn)壓電源進行改進，增加一級放大電路，專門負責將輸出電壓的變化量放大后控制調(diào)整管的工作。由于整個控制過程是一個負反饋過程，所以這樣的穩(wěn)壓電源叫串聯(lián)負反饋穩(wěn)壓電源。
綜合考慮效率，輸出功率，輸入輸出電壓，負載調(diào)整率，紋波系數(shù)，本設計選用方案三，要求較低，因而較易實現(xiàn).對于效率和紋波的要求可以通過仔細調(diào)整磁性元件的參數(shù)(L，Q，M等)使其工作在最佳狀態(tài)，所以我們在選擇方案的時候考慮到電路要簡單，元件要容易找，還有在電路設計的時候避免遇到某些不必要的問題，所以我們選擇了上述的方案中的第三個方案;第三個方案就能夠達到我們的要求，所以方案三我們采用了。
穩(wěn)壓電路部分可以采用三極管等分立元件來實現(xiàn)，也可以采用集成三端集成穩(wěn)壓芯片。
從性價比來說，采用三端集成穩(wěn)壓芯片來實現(xiàn)要好很多，現(xiàn)在的穩(wěn)壓芯片功能強大，且價格低廉，很適合我們此次的設計。
3．2．2 三端集成穩(wěn)壓芯片
方案一: 采用7805三端穩(wěn)壓器電源;
固定式三端穩(wěn)壓電源(7805)是由輸出腳Vo，輸入腳Vi和接地腳GND組成，它的穩(wěn)壓值為+5V，它屬于CW78xx系列的穩(wěn)壓器，輸入端接電容可以進一步的濾波，輸出端也要接電容可以改善負載的瞬間影響，此電路的穩(wěn)定性也比較好，只是采用的電容必須要漏電流要小的鉭電容，如果采用電解電容，則電容量要比其它的數(shù)值要增加10倍，但是它不可以調(diào)整輸出的直流電源;所以此方案不易采用.
方案二:采用LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源;
LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓.
不過它只能連續(xù)可調(diào)的正電壓，穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流，過熱保護電路;由一個電阻(R)和一個可變電位器(RP)組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路，輸出電壓為:Vo=1.25(1+RP/R).由此可見此穩(wěn)壓器的性能和穩(wěn)壓穩(wěn)定度都比上一個三端穩(wěn)壓電源要好，所以此此方案可選，此電源就選用了LM317三端穩(wěn)壓電源，也就是方案二
LM317其特性參數(shù)：
輸出電壓可調(diào)范圍：1.2V～37V
輸出負載電流：1.5A
輸入與輸出工作壓差ΔU=Ui-Uo：3～40V
能滿足設計要求,故選用LM317組成穩(wěn)壓電路。
3．2．3數(shù)字顯示部分
方案一：用AT89C2051實現(xiàn)模數(shù)轉換
利用單片機的軟硬件資源實現(xiàn)高精度高速A/D轉換，轉換精度和轉換速度還可以通過軟件來改變，價格也低廉。不過對軟件部分要求較高，比較難實現(xiàn)。
方案二：采用三位半A/D轉換器ICL7107
ICL7107是高性能，低功耗的三位半A/D轉換器，它含有七段譯碼器，顯示驅動，參考源和時鐘系統(tǒng)，它將高性能和低成本結合在一起。由于內(nèi)部集成了驅動電路，因此外圍電路十分簡單，可以很容易實現(xiàn)本次設計中的電壓數(shù)字顯示功能。雖然精度相對方案一要差，不過對于本次設計的要求已經(jīng)足夠了，所以數(shù)字顯示部分采用方案二。
第四章 可調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源
4．1．1 直流穩(wěn)壓電源的組成
直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分構成。
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各個部分的功能：
（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。
（2）整流電路：利用單向導電元件，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電
（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。
（4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。
4．1．2 整流電路
整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流；三相半波、三相橋式全波整流等多種電路。
以下主要介紹小功率電源中常用的單相橋式。為分析簡單起見，我們把二極管當作理想元件處理，即二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。
單相橋式整流電路：
在u2的正半周內(nèi)，二極管D1、D2導通，D3、D4截止；u2的負半周內(nèi)，D3、D4導通，D1、D2截止。正負半周內(nèi)部都有電流流過的負載電阻RL，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖3所示。
在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內(nèi)導電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為
(U2是變壓器副邊電壓有效值)。
單相橋式整流電路輸出電壓平均值
單相橋式全波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流：
單相橋式全波整流電路二極管上承受的最高反向電壓：
4． 1．3 濾波電路
一、電路的組成
交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路就是利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性, 將電容與負載RL并聯(lián)(或將電感與負載RL串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。這一過程稱為濾波。
單相橋式整流電容濾波電路：
全波整流濾波電路（C=100UF）波形圖 全波整流濾波電路（C=470UF）波形圖
全波整流濾波電路（C=1000UF）波形圖 全波整流濾波電路（C=3300UF）波形圖
全波整流濾波電路（C=6800UF）波形圖
二、電容濾波電路的特點
(1) 輸出電壓U0與時間常數(shù)RLC有關
RLC愈大?電容器放電愈慢?U0(平均值)愈大。
一般取 (T為電源電壓的周期)
近似估算: U0=1.2U2
(2) 流過二極管瞬時電流很大
RLC越大?U0越高,負載電流的平均值越大?整流管導電時間越短?iD的峰值電流越大。
一般選管時，取
通過以上全波整流電容濾波電路的波形圖和分析可以看出：
（1）并聯(lián)電容濾波后，輸出電壓直流成份（即輸出電壓平均值）提高了；脈動成份降低了（即輸出波形平滑）。
（2）電容放電時間常數(shù)RLC愈大，放電愈慢，輸出電壓愈高，脈動愈小，濾波效果愈好。
（3）輸出電壓隨輸出電流（負載電流）增大而下降較快，輸出特性較軟。
（4）濾波電容愈大，濾波效果愈好，但整流二極管的導通時間愈短，其中的電流沖擊也愈大。
電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負載電流較小且負載變動不大的場合。
4． 1．4 穩(wěn)壓電路
隨著半導體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。
根據(jù)設計所要求的性能指標，選擇集成三端穩(wěn)壓器。
因為要求輸出電壓可調(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，常見主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，337系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負電壓，可調(diào)范圍為1.2V~37V，最大輸出電流
為1.5A。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。LM317系列和lM337系列的引腳功能相同，管腳圖和典型電路如圖4和圖5.
圖4 管腳圖 圖5典型電路
LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊,是一種使用方便、應用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。317系列穩(wěn)壓塊的型號很多:例如LM317HVH、W317L等。電子愛好者經(jīng)常用317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源(其電路的基本形式如下圖所示)。
穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算：
Vo=1.25(1+R2/R1)
僅僅從公式本身看,R1、R2的電阻值可以隨意設定。
然而R1和R2的阻值是不能隨意設定的。首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo=1.25V—37V(高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等,其輸出電壓變化范圍是Vo=1.25V—45V),所以R2/R1的比值范圍只能是0—28.6。其次是317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流,有的資料稱為最小輸出電流,也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同,其最小穩(wěn)定工作電流也不相同,但一般不大于5mA。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時,317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時,317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時(如圖所示),沒有注意317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流,那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正常現(xiàn)象:穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。
要解決317穩(wěn)壓塊最小穩(wěn)定工作電流的問題,可以通過設定R1和R2阻值的大小,而使317穩(wěn)壓塊空載時輸出的電流大于或等于其最小穩(wěn)定工作電流,從而保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。此時,只要保證Vo/(R1+R2)≥1.5mA,就可以保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。上式中的1.5mA為317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流。當然,只要能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作,Vo/(R1+R2)的值也可以設定為大于1.5mA的任意值。
經(jīng)計算可知R1的最大取值為R1≈0.83KΩ。又因為R2/R1的最大值為28.6。所以R2的最大取值為R2≈23.74KΩ。在使用317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計算公式計算其輸出電壓時,必須保證R1≥0.83KΩ,R2≤23.74KΩ兩個不等式同時成立,才能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。當然在317穩(wěn)壓塊的輸出端并聯(lián)泄流電阻R(如圖所示),也可以為317穩(wěn)壓塊提供最小穩(wěn)定工作電流。但是,由于并聯(lián)的泄流電阻不能隨輸出電壓的變化而變化,如果要保證317穩(wěn)壓塊在輸出電壓為1.25V時,其輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流,則在317穩(wěn)壓塊的輸出電壓為37V時,流過泄流電阻的電流就太大了,這樣不僅浪費了電能,而且增加了317穩(wěn)壓塊的負擔,不是一種妥當?shù)霓k法。
結論：
1．317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo=1.25V—37V，故R2/R1的比值范圍只能是0—28.6。
2．317最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA，需要保證Vo/(R1+R2)≥1.5mA，經(jīng)計算可知R1的最大取值為R1≈0.83KΩ，電阻R1常取值
。又因為R2/R1的最大值為28.6。所以R2的最大取值為R2≈23.74KΩ。
4． 2 參數(shù)計算
（1）選擇電源變壓器
1）確定副邊電壓U2:
根據(jù)性能指標要求：Uomin=9V Uomax=12V
又 ∵ Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min Ui-Uoin≤(Ui-Uo)max
其中：（Ui-Uo）min=3V，
(Ui-Uo)max=40V（LM317輸入與輸出工作壓差ΔU=Ui-Uo：3～40）
∴ 15V≤Ui≤49V
此范圍中可任選 ：Ui=17V=Uo1
根據(jù) Uo1=(1.1～1.2)U2
可得變壓的副邊電壓：
2）確定變壓器副邊電流I2
∵ Io1=Io
又副邊電流I2=(1.5～2)IO1 取IO=IOmax=500mA
則I2=1.5＊0.5A=0.75A
3）選擇變壓器的功率
變壓器的輸出功率：Po>I2U2=11.3W
（2）選擇整流電路中的二極管
∵ 變壓器的副邊電壓U2=15V
∴ 橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：
橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：
查手冊選整流二極管IN4001，其參數(shù)為：反向擊穿電壓UBR=50V>21V
最大整流電流IF=1A>0.25A
（3）濾波電路中濾波電容的選擇
根據(jù)輸出電流大小選擇濾波電容C的參數(shù)。
輸出電壓為12V，最大輸出電流為1A，則1A輸出電流對應的負載電阻
=15Ω
根據(jù)
=（3～5）T/2條件，則
C1=
=1300～3300uF，取2200u-3300uF可以滿足要求。
在這種情況下，濾波輸出電壓uo=1.2ui(有效值)。
電路中濾波電容承受的最高電壓為
，所以所選電容器的耐壓應大于21V。
4．3 可調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源原理圖
D1和D2作用是：當輸出短路時，C13上的電壓D2泄放掉，從而達到反偏保護的目的。
此外，當輸入短路時，C14等元件上儲存的電壓會通過D1泄放掉，用于防止內(nèi)部內(nèi)部調(diào)整管反偏。
C13用以提高LM317的紋波抑制能力。C14用以改善IC的瞬態(tài)響應。C11和C12用于輸入整流濾波。還有LM317回因溫度升高而截止，必須加散熱片。
4．4 元件的選擇
由上面的參數(shù)計算可知，
我們選擇輸出電壓U2為15V，功率34W的變壓器
整流整流電路中的二極管選用IN4001，耐壓50V，電流1A。
也可由四個整流二極管組成，也可直接用集成的整流橋塊代替。
C11選用電解電容2200UF，C12選用陶瓷電容0。1UF，C13選用電解電容4。7UF，
C14選用電解電容100UF，C15選用0。1UF
DI和D2的二極管選用IN4001
R14選用120Ω金屬膜電阻，R12和R11選用1KΩ多圈可調(diào)精密電位器，R13選用1KΩ粗調(diào)電位器。
注意： 因為大容量電解電容有一定的繞制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾，所以穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常 并入瓷介質小容量電容用來抵消電感效應，抑制高頻干擾。
第五章 ±5V直流穩(wěn)壓電源（7107工作電源）
5.1 原理簡敘
原理與上述可調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源大同小異，我們依然采用三端集成穩(wěn)壓器。
方案一、采用7805輸出正5V，7905輸出負5V來實現(xiàn)。
方案二、采用7805輸出正5V，并將其輸入電壓反轉器7660，從而輸出負5V。
5.2 ±5V直流穩(wěn)壓電源原理電路圖
方案一：
方案二：
兩個方案均可以實現(xiàn)要求，但是為了讓電路的元件在焊接的時候更加緊湊，減少焊接的元件數(shù)目，而且從成本上考慮，我們采用方案二。由于這里的5V電源是作為數(shù)字電壓表的工作電源，由于該部分電量較大（約100mA），并有測量精度的要求，所以必須保證穩(wěn)壓芯片有足夠的散熱面積，確保長期可靠工作。
5.3 元件的選擇
C11選用電解電容2200UF，C12選用陶瓷電容0。1UF，
C14選用電解電容100UF，C15選用0。1UF
二極管D1選用IN4001
C21和C22選用電解電容10UF
第六章 數(shù)字電壓表
6.1 三位半LED顯示A/D轉換器ICL7107
本次設計的數(shù)字電壓表部分采用最常見的數(shù)字集成電路ICL7107，它不僅外圍簡單，測量精度高，價格也非常便宜，約8元一片。它包含一個三位半的A/D轉換器，可直接驅動LED數(shù)碼管，內(nèi)部還包含參考電壓，時鐘系統(tǒng)，獨立模擬開關，邏輯控制，顯示驅動，自動調(diào)零等功能。
6.2 ICL7107外圍電路圖
6.3 相關參數(shù)的計算
系統(tǒng)時鐘由IC的38、39、40腳決定。內(nèi)部振蕩頻率為48Hz，顯示每秒刷新3次。
振蕩器頻率 fosc = 0.45/RC Cosc > 50pF Rosc > 50KΩ fosc = 48K Hz (典型值)
振蕩周期 Tosc = RC/0.45
所以，38腳的C4取100pF，39腳的R5取100KΩ。
積分電路由IC的27、28腳決定。
積分時鐘頻率 Fclock = Fosc / 4
積分周期 Tint = 1000 ×(4/Fosc) = 1000 ×(4/48K) = 83.3ms
滿量程模擬輸入電壓 Vinfs = 200mV (典型值)
最佳積分電流Iint = 4uA
積分電壓 Vint = 2V
積分電阻 Rint = Vinfs / Iint = 200 mV/ 4uA = 50KΩ
積分電容 Cint = (Tint)(Iint) / Vint = 83.3ms × 4uA / 2 = 0.166 uF
所以，27腳C3取0.22uF， 28的R4取47KΩ。
C2用于防止系統(tǒng)噪音的影響以及過載輸入時電路的恢復，29腳的C2取0.47uF。
參考電容 0.1uF < Cref <1uF
C1為參考電容，我們?nèi)?.1Uf。
電阻R2用于調(diào)整參考電壓，參考電源為0~200mV可調(diào)。R3用于電壓校準。參考電壓與輸入電壓的關系為： Vin = 2×Vref
如果要求電壓表的量程0~199.9mV，參考電壓應設置為100mV。
如果需要需要測量的電壓大于200mV，就要通過分壓電路來實現(xiàn)。
由于我們電源的指標是9~12V，所以要求電壓表的量程為0~20V。
下面以20V來進行分壓電阻（Rx）的計算，這里我們設定R4形成的參考電壓為100mV，R2為1KΩ，落在R2上的電壓降為2×100mV = 0.2V，Rx計算如下：
Rx = U/I = （20-0.2）/（0.2/1） = 99 （KΩ）
為了方便電阻選擇，選用100 KΩ電阻，其誤差可通過調(diào)整R2來彌補。
6.4 元件的選擇
制作時，顯示用的數(shù)碼管為共陽型，2 KΩ可調(diào)電阻最好選用多圈可調(diào)精密電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，其他器件選用正品即可。
R1選用100KΩ的金屬膜電阻，R2選用2KΩ的多圈可調(diào)精密電阻，R3選用24KΩ的金屬膜電阻，R4選用1KΩ的多圈可調(diào)精密電阻，R5選用47KΩ的金屬膜電阻，R6選用100KΩ的金屬膜電阻。
C1選用0.22uF的CCB電容，C2選用0.47uF的CCB電容，C3選用0.1uF的陶瓷電容，
C4選用100 pF的CCB電容。
第七章 電路的調(diào)試與測試
7.1 9~12V范圍的校準
由于任務指標要求電壓的范圍是9~12V，我們根據(jù)LM317的特性進行范圍校準。這也是本電路的一大特點，電壓范圍是可調(diào)的。
LM317的輸出電壓可用下式計算：
Vo=1.25(1+R2/R1)
當Vo = 9V時，R1=120Ω
R2 = (9/1.25 － 1)×120 = 744Ω
當Vo = 12V時，R1=120Ω
R2 = (12/1.25 － 1)×120 = 1032Ω
由于以上計算所得的阻值，如果采用R2由
一個電阻和一個電位器串聯(lián)，則需要750Ω
的電阻和一個300Ω的電位器，可是范圍卻不是很精確。
如今，有一個方案可以得到精確的范圍，那就是用三個電位器，詳見上圖。
R14為120Ω的金屬膜電阻， R12和R11選用1KΩ多圈可調(diào)精密電位器，R13選用1KΩ粗調(diào)電位器。
先將R13粗調(diào)電位器調(diào)至最小值，即R12被短路，然后調(diào)節(jié)R11，使輸出為9V。保持R11不變，將R13粗調(diào)電位器調(diào)至最大值，然后調(diào)節(jié)R12，使輸出為12V。經(jīng)過以上的校準后，便可以得到精確的9~12V的電壓范圍。通過粗調(diào)電位R13便可在9~12V之間連續(xù)取值。
7.2 ICL7107的校準
首先，先校準參考電壓，用萬用表測IC的35和36之間的電壓，是否為100mV，如不是，則需要調(diào)節(jié)電位器R4使兩端電壓為100mV。
然后，用萬用表測電源的輸出，如9.50V，然后通過調(diào)節(jié)電位器R2，使LED上的數(shù)值與萬用表上的一致。這樣，校準工作就算完成了。
經(jīng)過校準后，ICL7107和萬用表的絕對誤差只有0.01V，優(yōu)于指標。
7.3 直流穩(wěn)壓電源的測試
1．測量穩(wěn)壓系數(shù)。
用改變輸入交流電壓的方法，模擬Ui的變化，測出對應的輸出直流電壓的變化，則可算出穩(wěn)壓系數(shù)SV.（注意：用調(diào)壓器使220V交流改變±10％。即ΔUi=44V）
經(jīng)過測試，電源的穩(wěn)壓系數(shù)SV≤0.003。
2．紋波系數(shù)的測試
紋波就是一個直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應該是一個固定的值， 但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的，由于濾波不干凈，就會有剩余的交流成分，即便如此，就是用電池供電也因負載的波動而產(chǎn)生波紋。如下圖：
用毫伏表可測量輸出直流電壓中的交流紋波電壓大小，也可用示波器觀察。
經(jīng)過測試，紋波系數(shù)小于10mV,優(yōu)于指標。
3．負載能力的測試
以上是測試的電路圖：
一、將變阻器的阻值調(diào)至100Ω，使電源的輸出為9~12V，0.5V為步進。測出電流。
電壓 (V)
9.01
9.49
10.02
10.50
11.01
11.51
12.01
電流（mA）
86.7
94.9
96.1
100.6
105.4
110.0
114.8
二、將使電源的輸出為9V，改變變阻器的阻值，20Ω為步進，測出電流。
電阻 (Ω)
100
120
140
160
180
200
電流（mA）
86.8
72.9
62.3
54.9
48.9
44.3
三、將使電源的輸出為12V，改變變阻器的阻值，20Ω為步進，測出電流。
電阻 (Ω)
100
120
140
160
180
200
電流（mA）
116.1
96.7
83.3
72.9
65.2
58.9
第八章 心得體會與總結
在此次數(shù)字顯示可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設計中，充分的體現(xiàn)出大學的知識是綜合性的，是一個培養(yǎng)學生獨立思考能力靈活運用個方面知識的具有挑戰(zhàn)性的課題。剛開始的時候會感覺老師給的這個課題有點難，但人生不就是一個不斷克服困難的過程么？在此次課程設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處，比如說Protel學的不是很精只會一些皮毛而已，以及對書本上的知識掌握的不是很好。但是，我今后一定會把自己的不足之處給改正過來的。
剛開始會遇到很多挫折，并不是說按照原理圖焊接出來，就直接可以正常使用，在這幾日里，我經(jīng)歷了階段性成功的狂喜，測試失敗后的沮喪，陷入困境的急噪，重新投入的振作，這樣的心路歷程是非常寶貴的體會，正是有了大家的鼎立合作終于成功了。同學們在設計的過程中互相幫助讓我深刻的體會出團結就是力量的含義。
讓我印象最深刻的就是，在校準7107的時候，我發(fā)現(xiàn)電路居然只能校準一端，如校準了9V，調(diào)到12V就不準了，很郁悶，調(diào)試了一天，查電路圖，理論完全沒問題，虛焊和短路等問題都查過了，仍然查不出是什么問題。最后，很偶然的機會下，我把積分電路的電容由電解電容改用CCB，電路就正常了，精準了。我現(xiàn)在才明白，單有理論還不夠的，照著書做是不夠的，我們更需要的是實踐能力和經(jīng)驗。
除此之外，我還學會了焊接電路板，掌握了書本以外的電子電路方面的知識，尤其是在制作PCB板的時候受益扉淺，制板的過成中遇到另外種種問題，感謝實驗室各位老師提供的元器件、工具和幫助，同時也感謝電信系給我提供的實驗條件，希望以后還有更多的機會進行有價值的實驗和實踐。。在此誠摯的對老師們說一聲：謝謝?。?！
附錄一
整機電路原理圖
附錄二
電路PCB圖：
實物圖：
