湖南工学院模电课程设计

第一篇：湖南工学院模电课程设计

第一章正负12V直流稳压电源的设计

1.1总设计方案

1.1.1方框图及工作原理图

+U1-电源变压器U2整流电路U3滤波电路U3稳压电路+Uo-图1多输出线性直流稳压电源设计的原理图

图2稳压电源的整流与稳压过程

1.1.2子框图及原理说明

（1）变压器：电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得直流输出首先必须采用电源变压器将电源电网电压降低获得所需电压。变压器的变比有变压器的副边电压确定的。

（2）整流电路：降压后的交流电压，通过整流电路变成脉冲的直流电压，但其幅值变化大。

（3）滤波电路：脉冲打的直流电压需经过滤波电路变成平滑，买东西奥德直流电压，即将交流部分去掉，保留其直流部分。

（4）稳压电路：滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，使可得到基本不变的稳压直流电压输出，供给负载。1.1.3方案选择

（1）根据设计所要求的性能指标，选择三端稳压芯片为W7812、W7805、W7912、W7905来稳定，达到输出电压为正负12V和正负5V。

图3电路原理图

1.2单元电路设计

1.2.1三端稳压器

集成稳三端稳压器具有体积小，外围元件少，调整简单，使用方便且性能好稳定性高，价格便宜等优点，因而获得越来越广泛的应用。

常见的有固定式和可调式两类集成三端稳压器，内部多以型串联稳压电源为主，还有适当的过滤 过热等保护电路。一般固定式较便宜，可调式较贵，性能也好些，功率也较大。

查资料知道芯片W7812（W7809）和W7912(W7905)的输入电压的范围为（8~40V）输出电压为（5~24V），最小（输入~输出）电压差为2~2.5，电压调整率为50~300mV，电流调整率为12~15mA,温度系数为300摄氏度，纹波抑制比65dB，进过调整电阻可使输出电压为正负12V。最大允许输出电流为1.5A。

图4稳压器构成的稳压管

1.2.2变压器的选择

工作原理：当变压器一次侧施加交流电压U1，流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通，使一次绕组和二次绕组发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势，其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比，绕组匝数多的一侧电压高，绕组匝数少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时，一二次端电压与一二次绕组匝数成正比，变压器起到变换电压的目的。

当变压器二次侧接入负载后，在电动势E2的作用下，将有二次电流通过，该电流产生的电动势，也将作用在同一铁芯上，起到反向去磁作用，但因主磁通取决于电源电压，而U1基本保持不变，故一次绕组电流必将自动增加一个分量产生磁动势F1,以抵消二次绕组电流所产生的磁动势F2,在一二次绕组电流L1、L2作用下，作用在铁芯上的总磁动势（不计空载电流I0),F1+F2=0, 由于 F1=I1N1,F2=I2N2,故 I1N1+I2N2=0,由式可知，I1和I2同相，所以：

I1/I2=N2/N1=1/K

式1-1

由式可知，一二次电流比与一二次电压比互为倒数，变压器一二次绕组功率基本不变，（因变压器自身损耗较其传输功率相对较小），二次绕组电流I2的大小取决于负载的需要，所以一次绕组电流I1的大小也取决于负载的需要，变压器起到了功率传递的作用。

设变压器的输出电压为V2，负载电压为VL则有:

VL=（1.1~1.2）V2=12V

式1-2

计算得出V2=10V。

根据电路的指标，我们应当选一个把220V交流电压降为12V的变压器。

1.2.3整流电路的选择

由于电路简单本实验采用的是单相桥式的整流电路，他是由四个二极管组合而成，原理是利用二极管的单向导电性，没半个周期只有对称的两个二极管导通，另外两个截止，从而把交流电流变为了直流电流。其中设二极管的电流为ID,负载电流为IL，则有：

IL= 2ID =500mA

式1-3

计算的ID=250mA。所以本实验采用的整流二极管为LT KBJ608G型号的。

1.2.4滤波电路的选择

滤波电路用于除去整流输出电压中的纹波，一般由电抗原件组成，本实验采用并联电容来达到滤波的效果，其中所需要的电容为C，则由一般取

RLC>=(3~5)T/2

式1-4

其中式中的T=20ms, RL为负载的最小电容，算出本实验所需的电容为：并联两个C=2200uF和C=10uF的电容。

注意：应为大电容电解电容有一定的绕制电感的分布电感，易引起自己震荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端并入小容量电容用来抵消电感效应，抑制高频干扰。

1.2.5负载电阻的选择

由式

I0(AV)=U0/RL=0.9U2/RL 式1-5

首先应在变压器的副边接入保险丝FU，以防电源输出端短路损坏变压器或其它器件，整流滤波电路主要检查整流二极管是否接反，否则会烧坏变压器，检查无误后，通电测试（可用调压器逐渐将输入交流电压升到220V），用滑动变阻器做等效的负载，用示波器观察输出是否正常。

1.3工作原理

1.3.1整流电路原理图

图5 整流电路

由整流的波形图我们可以看到变压器的输出电压由交流经过单线桥整流器后变成了直流电压。

1.3.2滤波电路原理图

图6波电路及波形

利用电容的充放电来达到滤波效果，使电路的性能更好，所以一般选电容选容量大一点，这样时间常数就大些，电容的放电时间就长一些滤波效果就会更好。

第二章元件焊接及测试

2.1部分元件清单

主要有12V双线输出变压器一个，单桥式整流二极管器件一个，万用电板一块，三端稳压芯片78M和79L各两片，发光二极管两个，电容2200uF两个个 10uF和0.1uF各两个，阻值为1K欧姆的限流电阻两个。

2.2电路的焊接

在焊接电路之前，我们先要通过初步测试得到数据计算，在经过仿真，最后根据原理图，将所选的元件一一焊接上去。

焊接时要对各个功能模块电路进行单个的测试，需要是设计一些临时电路用于测试。测试电路时，必须要保证焊接的正确，才能打开电源，一方元器件的烧坏。注意稳压器的输入输出管脚和桥式整流电路中二极管的极性，不应接反。按照原理图焊接是要保证可靠的接地。

先应在变压器的副边接入保险丝FU，一放电源输出端短路损坏变压器或其他的器件，整流滤波电路主要检查二极管是否接反，否则会损坏变压器。检查无误后，通电测试，用滑动变阻器变阻器做等效负载，用示波器观察输出是否正常。

2.3稳压电源的性能及测试方法

2.3.1直流稳压电源的调试测试方法

一、调试所需器材：

1、直流稳压电源

2、示波器

3、字万用表

4、多功能试验台等等

二、直流稳压电源通过电测试之前，必须认真对安装电路进行下一项的检查：

1、电源变压器的绝缘层电阻的测试，以防止变压器漏电，危及人身和设备安全。如果用万用表高电阻档测，则其指示电阻均应为无穷大。

2、源变压器的一次和二次绕组不能搞错，否则将会造成变压器损坏或电源故障。

3、整流桥的引脚和滤波电容的极性不能接反，否则将会损坏元器件。

4、三端稳压器的输入 输出和公共端一定要识别清楚，能不能接错，特别是公共端不能开路，一旦开路，输出电压U0很可能接近U1，导致负载损坏。

5、检查负载不应该有短路的现象。

三、直流稳压电源的调整测试一般分为以下几部分：

1、空载检查测试：接通220V交流电压，用万用表交流电压档测量变压器的二次交流电压值，其值应符合要求。

2、加载检查测试：上述检查符合要求后，则稳压电路基本正常，此时可接上额定负载R并调节输出电压，使其为额定值，观察其是否符合要求，如有干扰或自激震荡，则应法消除。2.3.2 输出电压

输入端接220V的交流电压，用数字万用表接输出端，读出示数即为输出电压V0。2.3.3波电压

叠加在V0的交流电压分量，一般为mV级，可用示波器放大器放大后观察其峰值。

2.3.4最大输出电流

输出端接负载电阻RL,直到输出电压Vo减少5%，此时刘静负载电阻的电流即为最大值Iom.2.3.5压系数

在负载电流 环境 温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电 的相对变化。

测量稳压系数，在负载电流为最大时，分别测的输入交流比220V增大和减 少百分之五的输出电压V0，并将其中最大一个带入公式进行计算。

由式

式1-6 带入公式得出稳压系数为5%。

稳压系数又称为输入稳定系数，反应输入电压变化时输出电压维持不变的能力，稳压系数越小则说明稳压性能越好。

总结与分析

一、误差分析

1、若纹波电压过大，说明滤波电容的容量太小，我们可以加大滤波电容的容量，使其输出电压的纹波成分减少同样的分量的值；

2、若稳压系数或电流调整率过大，原因有一个，就是变压器的副边电压过大导致输出电压差值大；

3、若输出电流值过小，则是稳压器输入电压U1太高式稳压器功耗增大，导致电源效率下降，使最大输出电流有所下降；

4、若电源负载的能力差，我们可以将变压器的副边电压调大，使稳压器的输出电压变化范围增大，从而使输出电阻变小，来满足要求。

二、设计总结及心得

（一）设计总结

1、输出电压正负11.56V和正负4.86V基本满足要求，为提高精确度可使用稳压管。

2、电路中的阻值为1K欧姆的限流电阻和二极管D2是用指示电路正常工作定电路的输出其容量一般比较小，这里采用的是0.1uF和10uF的电容。

3、重要的是我们发现问题 思考问题和解决问题的能力以及充分利用手头资源来解决实际问题的能力，使我们学习课堂之外应用于生活当中，同时在动手做电路的过程当中深刻的体会到了动手要小心细致，不能马虎了事，往往一些细致失误可能导致电路的失败而不能正常工作，所以有机会的话，我会做一个更加实用有价值的电源！

（二）结束语

本设计主要利用电愿变压器 整流二极管 滤波电容及集成稳压器（固定式）来设计同同时输出正负5V正负12V的直流稳压电源。其结构简单，使用元器件较少，又不需要投切的开关，干扰源和瞬变噪声相应地大大减少；系统的可靠性好，其精度高，成本低，便于维修，且可作为一个独立的模块为其他电子设备提供电能。

通过这次的设计，使我更加巩固了这两年来所学的专业知识，也增强了自己灵活运用所学知识到实践中的能力。此外，也深深地体会到了做学问一定要有认真 严谨的致学态度，这也将对我以后的学习和工作起到莫大的帮助。

参考文献

《电工学》电子工业出版社；

《晶体管直流稳压电源》辽宁科技出版社；

《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社； 《模拟电子技术基础》高等教育出版社。

致谢

在这一个多月的时间里，从对电路的设计，到电路的制作，再到论文的写作，中间有着自己的努力，更有着老师的指导和与同学们的相互讨论，才能顺利的完成这次课程的设计。

在这个过程中，我遇见了很多困难，首先是买元器件花费了一定的精力才买全了自己所需要的器件，其次就是PCB板的设计和连接，有些元器件的模型在元件库里没有，需要自己设计封装，经过自己的自学，最终顺利的完成了PCB板电路，但这些对我来说都不算太难，困难的是写论文，由于自己多Word文档的不熟悉，出现了很多问题，但在李祖林老师的一一指导下，我一次又一次的修改，最终完成了报告撰写，在这一过程中我学到了很多东西，我由衷的感谢李老师的指导，我会牢记李老师对我们的教诲！

再次真诚地感谢李老师的耐心指导，为我讲解题目的要点，引领设计的思路。他对学生认真负责的态度让 我由衷的佩服和尊敬！

附录

变压器

整流器

PCB板电路图

正负12V和正负5v的电源

第二篇：模电课程设计

河南理工大学万方科技学院

模拟电子课程设计

对讲机放大电路的设计

专业班级 ：电气13-3 姓

名 ：何水源

学

号 ：1316301140

一 设计方案

1．确定前置级电路方案：

①根据总的电压放大倍数，确定放大电路的级数，实际电路中，为使放大电路的性能稳定，都引入了一定深度的负反馈，所以，放大倍数应留有一定余量。②．根据输入，输出阻抗及频率响应等方面的要求，确定晶体管的组态（共射，共基，共基）及静态偏置电路。

③．根据三种耦合方式（阻容耦合，变压器耦合，直接耦合）的不同特点，选用合适的耦合方式。本电路级间耦合采用阻容耦合方式。

本电路电压增益为100倍，考虑到电路的输入电阻不很高（ri>15K）,输出阻抗也不太低，负载取得电流也不太大（RL=2K）,因此前置级电路采用共射极电路。由于单级放大器的电压增益为35db左右，两级放大器的增益为65db左右，考虑到要引入一定深度的负反馈（一般为1+AF=10左右），而电路的增益要求为100倍，所以前置级用两级共射极电路组成。静态偏置采用典型的工作点稳定电路。

2.确定功率放大器电路方案：

功率放大器的电路形式很多，有双电源的OTL互补对称功放电路、单电源供电的OTL功放电路、BTL桥式推勉功放电路和变压器耦合功放电路等。这些电路各有特点，可根据要求和具备的实验条件综合考虑，做出选择。

本方案的输出功率较小，可采用单电源供电的OCL功放电路，OTL功率放大器由推动级、输出级组成。推动级采用普通的共射极放大电路，输出级由互补推动输出，工作在甲乙类状态下，得到较大的输出功率。

图1-4是一个OTL功放电路，T4是前置放大级，只要适当调节Rp，就可以使IRH、UB5和UB6达到所需数值，给T5、T6 提供一个合适的偏置，从而使A点电位UA=UC6=VCC/2。

当Ui=Uimsinwt时，在信号的负半周，经T4放大反相后加到T5、T6基极，使T6截止、T5导通，这时有电流通过RL，同时电容C5被充电，形成输出电压Uo的正半周波形，在信号的正半周，经T4放大反相后加到T5、T6基极，使T5导通、T6截止，则已充电的电容C5起着电源的作用，并通过RL，和T5放电，形成输出电压Uo的负半周波形。当Ui周而复始变化时，T5、T6交替工作，负载RL上就可以得到完整的正弦波。

为使输出电压达到最大峰值UCC/2，采用自举电路的OTL功放电路。

当Ui=0时，UA=VCC/2，UB=VCC-iR11R2，电容C3两端电压UC3=UB-UA=VCC/2-iR11R2。当R11C4乘积足够大时，则可以认为UC4基本为常数，不随Ui而变化。这样，当Ui为负半周时，T5导通，UA向更正的方向变化。由于B点电位UB=UC4+UA，B点电位也将自动随着A点电位升高。因而，即使输出电压Uo幅度升的很高也有足够的电流通过T5基极，使T5充分导电。这种工作方式叫“自举“，意思是电路本身把UB提高了。

四、计算原件参数

依据基本设计方案计算元件参数

电路方案确定以后，要根据给定的技术要求进行元件参数的选择。在确定元件参数时，可以先从后级开始，根据负载条件确定后级的偏置电路，然后再计算前级的偏置电路，进一步由放大电路的频率特性确定耦合电容和旁路电容的电量，最后由电压放大倍数确定负反馈网络的参数。1).确定电源电压 Vcc应满足要求：

Vcc 〉2Vom+VE+VCES Vom= 1.4V VE为三极管发射极电压，一般取1~3V，VCES为晶体管饱和压降，一般取1V。

2．前置放大级参数确定 a）确定T2级的参数

集电极电阻R8，发射极电阻R9，T3型号，基极偏置电阻R6、R7。

Vcc-VCEQ2=ICQ2 R8+VE2 VCEQ2= ICQ2 VCEQ2 > Vom+VCES R9=VE2/ICQ2 指标中，RL=2KΩ，取VE2=3V，VCES=1V； 确定R8=3.5KΩ，R9=1.5KΩ，取标称值，R8=3.3KΩ，R9=1.5KΩ，则静态值ICQ=2mA，VCEQ2=2.4V。确定T2级三极管参数：

晶体管的选取主要依据晶体管的三个极限参数： BVCEO > 三极管c-e间最大电压VCEmax ICM>三极管工作时的最大电流ICmax PCM > 三极管工作时的最大功耗PCmax VCE最大值为: VCE2max=Vcc IC2的最大值为: IC2max =2ICQ2 T2的最大功耗为：PCmax= VCEQ2 · ICQ 因此T2的参数应满足： BVCEO > 12V ICM>2ICQ2 = 4mA PCM > VCEQ2 · ICQ2 = 4.8mW 选用3DG系列小功率三极管，β2=80。确定T2级基极电阻参数： 选取原则：

1.基极电压VB2越稳定，则电路的稳定性越好，需满足IR ＞ ＞ IB 2.IR不能过大，否则R6、R7的值太小。会增加电源的消耗；使第二级的输入电阻降低，从而使第一级的放大倍数降低。

为了使VB2稳定同时第二级的输入电阻又不致太小，按下式选取IR的值： IR=（5 ~ 10）IBQ 硅管 IR=（10 ~ 15）IBQ 锗管

本电路选用硅管，取 IR= 5 IBQ，则：

T1级发射极、集电极电阻及静态工作点：

因为T1级是放大器的输入级，其输入信号比较小，放大后的输出电压也不大，所以对于第一级失真度和输出幅度的要求比较容易实现，主要考虑如何减小噪声，三极管的噪声大小与工作点的选取有很大关系，减小静态电流对降低噪声是有利的，但对提高放大倍数不利，所以静态电流不能太小。在工程计算中，一般对小信号的输入级都不详细计算，而是凭经验直接选取： I CQ1 = 0.1~1 mA 硅管

I CQ1 = 0.1~2 mA 锗管 本电路选用硅管，取IR=5IBQ

取标称值R1=12K，R4=56，R5=5.6K。T1级三极管参数：

BVCEO > 12V，ICM > 0.5 mA，PCM > 1.5 mW 选用3DG—三极管可以满足要求。确定T1级基极电阻参数： 取IR= 10 IBQ1，VE1 = 3V

耦 合 电 容 ： 2 ～ 10 μF 发射极旁路电容： 150 ～ 200 μF

d）反馈网络的计算 Rf = 100R4-R4=5.5K 取Rf = 5.6K，Cf=10μF

根据上述的计算结果，得到电路图1-6，可将电路仿真，如不能达到设计要求，修改电路使其达到设计要求。然后将仿真后的电路实际安装调试。

五、对讲机的安装

(1)熟悉电路元件，发对讲机装配零件，检查和熟悉各种零件 周二，老师首先让我们熟悉对讲机的电路图和熟悉电路元件，这一天的工作是相对轻松的，仅仅是熟悉电路图和学习使用常用电子仪器仪表，和识别检测常用的电子元件。

这一天最重要的就是常用电子元件的识别和检测。我们常见的电子元件就是电阻、电容、二极管和三极管。电阻上的色带是就是电阻的色环标记法，通过色环来表示电阻的大小，有效数字、倍率和允许误差。现在见到的电阻的色环有四道和五道的，四道环的有效数字是前两道环所代表，而五道环是由前三道所代表。接着识别电容器，电容用于交流耦合、滤波、隔断直流、交流旁路和组成振荡电路等，电容的标注分为直接标注和色标法。通过学习，我明白了直接标注的电容是用数字直接表示电容量，不标单位。标注1～4位整数时，其单位是pF，标注为小数时，其单位是µF。也有用三位数字表示容量大小，默认单位是pF，前两位是有效数字，第三位是有效倍率（10m），当第三位是9时，则对有效数字乘以0.1。而色标法则同电阻器的标注。检测电容的方法是利用电容的充放电特性，一般用万用表电阻档测试电容的充放电现象，两只表笔触及被测电容的两条引线时，电容将被充电，表针偏转后返回，再将两表笔调换一次测量，表针将再次偏转并返回。用相同的量程测不同的电容器时，表针偏转幅度越大说明容量越大。测试过程中，万用表指针偏转表示充放电正常，指针能回到∞，说明电容没短路，可视为电容完好。现在说明在模拟电路中常见的二极管，通常二极管有整流、检波、稳压、发光、发电、变容、和开关二极管等。检测二极管我们利用的是二极管的正向导电性，正向导通反向截止，可以判断管子的好坏。最后说明三极管的识别和检测，很明显，一般的三极管就是三个管脚，很容易识别，所以识别三极管重要的是识别三极管是NPN或PNP型，以及各管脚所代表的极性。而这些的判断都需要使用万用表。判断极性：对圆柱型三极管，若管脚处接头有突出物，则将管脚冲上，顺时针依次为EBC极若没有突出物，则管脚根处间隙较大的两跟管脚对向自己，顺时针依次为EBC极。对半圆型三极管，将管脚向上，半圆向自己，顺时针为EBC极。判断三极管的类型：在基于以上极性判断的前提下，NPN管，基极接黑表笔，测得电阻较小。PNP管正好相反。以上就是我对常用电子元件的识别和检测方法。

(2)焊接各种零件并交对讲机

周二下午，我们就真正进入到电子技术实习的操作中去了，以前虽然接触过电烙铁，但毕竟很少有实际操作过，总是怀有几分敬畏之心。而电子电路主要是基于电路板的，元器件的连接都需要焊接在电路板上，所以焊接质量的好坏直接关系到以后制作对讲机的成败。因此对电烙铁这一关我们是不敢掉以轻心的。

最终我们在这一天的实习中，焊接了十几个元件，起初没经验，将电阻立得老高，这样既不美观也不牢靠容易形成虚焊，之后有了经验就采取卧式法，既美观又牢靠，只是拆卸时稍微麻烦，需要别人帮忙。焊接时虽然胆战心惊，但还是总结出了心得，就是焊锡要用一点点下去，电烙铁要在锡水熔化后产生光亮就拿开，这样就能焊出光亮圆滑的焊点了。将他们插好后就依次拆卸下来，先焊接电阻，再焊接电容，焊接电容时一定要特别注意电容的正负极。然后是三极管，焊接时注意三极管的极性，管脚要放入相应位置。另外，由于这次课程设计使用的电路板并不是印刷好的电路板，所已焊接时电路板上元件的连接要用导线来连接，这就要求我们在焊接之前就要先把原件布局好。焊接完电路板的电子元件后，就要处理电源同电路板的连接，这需要我们引出导线以方便接下来的调试和数据测量。

六、调试方法

1．仿真调试步骤：通过仿真测试，如不能达到设计要求，则应修改电路，使其满足要求。

⑴使用仿真软件画出电路原理图，标出节点。

⑵对电路进行直流分析，判断放大电路及功放级的电路状态。⑶对电路进行交流分析，通过对不同节点的分析观察其幅频特性和相频特性是否满足设计要求。

⑷对电路进行瞬态分析（示波器），观察放大级输出的波形，波形不失真，输出电压、失真度、带宽等指标达到要求。

2．实际电路调试

在仿真的基础上，焊好电路并检查无误后，即可进行调试。如果设计正确，前置放大级一般不必调整就可以正常工作。3．OTL输出级的简单调整方法： ①调解Rp使A点电位为Vcc/2。②调解R13使ICQ4、5 =（5 ~ 10）m A 其中 1）、2）两步要反复调解，直到达到要求为止。经上述调试后，放大器就能正常工作。按图1-1 接好线路，K拨在图中位置，对着Y2讲话时，Y1处应能听到Y1放出的清晰、宏亮的声音。当K拨到另一位置时，对着Y1讲话时，Y2处应能听到Y1放出的清晰、宏亮的声音。

最后需要说明的是，如按图1-1 接好线路后，扬声器中有广播电台的声音，则应放在放大器的输入端与地之间接一电容，其容量为0.01μF，也可由试验确定。

七、实际电路测量数据： 信号源电压：Us=10mV 输入电压：Ui=9.66mV

输入电阻：Ri=[Ui/（Us-Ui）]R=34.7K 前置级输出电压：Uo1=0.975V 放大倍数：Av=Vo1/Ui=97.5 频宽：29Hz~~2.03MHz 输出电压：Uo=2.43V 三极管各极电压：

T1：VEQ=2.8V;VBQ=3.4V;VCQ=6V T2：VEQ=2.7V;VBQ=3.3V;VCQ=5.6V T3：VEQ=5V;VBQ=5.7V;VCQ=12V T4：VEQ=2.1V;VBQ=2.8V;VCQ=5.8V T5：VEQ=6.2V;VBQ=6.8V;VCQ=12V T6：VEQ=6.4V;VBQ=5.8V;VCQ=0V

八、所用仪器设备 1.计算机及电路仿真软件。2.信号发生器。3.示波器。4.稳压电源。5.稳压电源。6.晶体管毫伏表。7.万用表。

九、心得体会

一周的课程设计在充忙的生活中很快过去了，经过一周的课程设计的学习，我已经自己能制作一个对讲机，这其中的兴奋是无法用言语表达的。学习模电这段时间也是我们一学期最忙的日子，不仅面临着期末考试，而且中间还有一些其他科目的实验，本周必须完成模电的课程设计。任务对我们来说，显得很重。为了较好的完成模电的课程设计，我经常放学好在实验室加班。相关知识缺乏给学习它带来很大困难，为了尽快掌握它的用法，我照着原理图学习视频一步一步做，终于知道了如何操作。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作铺展了道路。另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的一大收获。

十、参考资料： 电子技术基础（模拟部分）康华光 高等教育出版社 模拟电子技术基础 童诗白 华成英 高等教育出版社 模拟电子技术课程设计 电气工程系 中原工学院电子电工教研室

电子线路课程设计 华永平华南大学出版社 电子技术基础实验与课程设计 高吉祥 电子工业出版社 电工电子技术实习与课程设计 华荣茂 电子工业出版社

第三篇：模电课程设计

设计题目

正弦波方波三角波产生电路

电子信息工程082 姓名：XXX

学号:XXXXXXX

目录

1设计的目的及任务…………………………………………………（3）

1．1 课程设计的目的……………………………………………（3）1．2 课程设计的任务与要求……………………………………（3）1．3 课程设计的技术指标………………………………………（3）总体电路设方案……………………………………………………（4）

2.1 正弦波发生电路的工作原理…………………………………（4）2.2 正弦波转换方波电路的工作原理……………………………（5）2.3 方波转换成三角波电路的工作原理…………………………（7）2.4 总电路图………………………………………………………（8）

3单元电路设计…………………………………………………………（9）

3.1 正弦波发生电路的设计………………………………………（9）3.2 正弦波转换方波电路的设计…………………………………（10）3.3 方波转换成三角波电路的设计………………………………（12）电路调试或仿真 ……………………………………………………（14）

4．1 电路仿真……………………………………………………（14）4．2 调试方法与调试过程………………………………………（12）收获体会……………………………………………………………（15）参考文献……………………………………………………………（16）

一 设计的目的及任务

1．1课程设计的目的：

1．掌握电子系统的一般设计方法

2．掌握模拟IC器件的应用

3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4．掌握常用元器件的识别和测试

5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法

1．2课程设计任务与要求：

1.设计一个能产生正弦波、方波、三角波信号发生器，2能同时输出一定频率一定幅度的3种波形：正弦波、和三

角波；

3可以用±12V或±15V直流稳压电源供电；

1．3 课程设计的技术指标：

1．设计、组装、调试函数发生器

2．输出波形：正弦波、方波、三角波； 3．频率范围 ：在10－10000Hz范围内可调 ；

4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正

弦波UＰ－Ｐ>1V。

RC正弦波振荡电路

常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。

串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如图（1）所示： 它的起振条件为：

。它的振荡频率为：

它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号，一般采用LC正弦波振荡电路。它的振荡频率为：

。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常用于振荡频率高度稳定的的场合。

图（1）

2.2 正弦波转换方波电路的工作原理:

在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定的抗干扰能

力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图1a所示，滞回比较器电路中引人了正反馈。从集成运放输出端的限幅电路可以看出，UO＝±UZ。集成运放反相输人端电位UP＝UI同相输入端电位

令UN=UP求出的uI就是阀值电压，因此得出

输出电压在输人电压u，等于阀值电压时是如何变化的呢？假设uI<-UT，那么UN一定小于up，因而UO＝+UZ，所以uP=+UYO。只有当输人电压uI增大到+UT，再增大一个无穷小量时，输出电压UO才会从+UT跃变为-UT。同理，假设UI>+UT，那么UN一定大于uP，因而UO＝-UZ，所以uP＝-UT。只有当输人电压UI减小到-UT，再减小一个无穷小量时，输出电压UO才会从-UT跃变为+UT。可见，UO从+UT跃变为-UT和从-UT跃变为+UT的阀值电压是不同的，电压传输特性如图b)所不。

从电压传输特性上可以看出，当-UT＜uI＜+UT时，UO可能是-UT，也可能是+UT。如果uI是从小于-UT，的值逐渐增大到-UT

实际上，由于集成运放的开环差模增益不是无穷大，只有当它的差模输人电压足够大时，输出电压UO才为±UZ。UO在从+UT变为-UT或从-UT变为+UT的过程中，随着uI的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。滞回比较器中引人了正反馈，加快了UO的转换速度。例如，当UO＝+UZ、uP=+UT时，只要uI略大于+UT足以引起UO的下降，即会产生如下的正反馈过程：UO的下降导致uP下降，而UP的下降又使得UO进一步下降，反馈的结果使UO迅速变为－UT，从而获得较为理想的电压传输特性。本电路中该电路的作用是将正弦信号转变成方波信号，其传输特性曲线如下图所示：

正弦波传输特性 2.3 方波转换成三角波电路的工作原理：

当输入信号为方波时，其输出信号为三角波，电路波形图如下：

2.4总电路图

三 单元电路设计

3.1 正弦波发生电路的设计

本电路中采用RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波，其电路图如下所示

RC桥式正弦振荡电路

该电路Rf回路串联两个并联的二极管，如上图所示串联了两个并联的1BH62，这样利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。

此时输出电压系数为

Au=1+(Rf+rd)/R1 RC振荡的频率为：f0=1/(2∏RC)该电路中R=51K C=10nF f0=1/(2*3.14*51000*10)≈312Hz T=1/f0=1/312=3.2*10S=3.2ms 用Multisim10.0对电路进行仿真得到下图

3仿真波形

从图中可得出产生的正弦波最大值Umax=13.000V;T=799.220us×4=3196.88us≈3.2ms.F0=1/T=312Hz.仿真得出的数据与理论计算一样，电路正确。

3.2 正弦波转换方波电路的设计

本电路中采用滞回电压比较器将正弦波转成方波，其电路原理如下图所示

滞回电压比较器电路原理图

滞回电压比较器原理前面有描述，此处不赘述。

本电路中用到的稳压管为1N5759A，其稳压电压为±1.7V 电路中阈值电压为：

R2R1 UT1=UREF-UZ

R1R2R1R2

R2R1 UT2=UREF+UZ

R1R2R1R2 本电路中UREF=0，所以

R1 UT1=-UZ

R1R2

UT2=

R1UZ

R1R2

用Multisim10.0对其进行仿真得到如下波形图

波形仿真：

112

t2

四

电路调试或仿真

4．1 电路仿真

电路总体仿真图如下所示

4．2 调试方法与调试过程

总电路图如下所示

六

参考文献

童诗白主编．模拟电子技术基础（第三版）．北京：高教出版社，2001 李万臣主编．模拟电子技术基础与课程设计.哈尔滨工程大学出版社，2001.3 胡宴如主编.模拟电子技术.北京.高等教育出版社，2000

第四篇：模电课程设计

《模拟电子技术课程设计》教学大纲

《Analog circuit course design》

总学时数： 1周学分数：1其中：实验（上机）学时：1周适用专业：电子信息、通信执笔者： 吴学民（副教授）

一、课程的性质、目的和任务

本课程是电子信息专业和通信专业的学科基础课--模拟电子技术的一个实践教学环节。

本课程的目的和任务是：使学生初步了解和掌握一个电子电路的设计、调试的过程；能进一步巩固课堂上学到的理论知识；对学生进行一些如何进行实际技术工作的训练。

二、课程教学的基本要求

通过一周的课程设计，使学生掌握一个较为复杂的模拟电子电路的设计和制作的方法；理解教师提供的电子电路的工作原理

三、课程的教学内容、重点和难点

本课程主要内容是：用一周的时间让学生独立进行一个电子电路的设计，制作和调试。本课程是在模拟电路课程结束之后的一次设计实践。选题很重要，既要有综合性，有一定的难度，又要让学生能在一周内完成。以下题目可作为参考：

1．函数发生器

2．稳压电源

3．数字频率计

4．智力竞赛抢答器

5．数字显示电容测试仪

6．光电计数器等

7．功率放大电路

四、课程各教学环节的要求

考核环节主要根据学生在课程进行过程中表现出来的求知务实的态度、动手能力、制作的实验电路的水平和设计报告综合评定。按优、良、中、差分等。

五、学时分配（略）

六、本课程与其它课程的关系

本课程的先修课程：模拟电子技术。它也为以后的毕业设计提供一个基础。

七、教材及教学参考书

1．《电子技术基础课程设计》孙梅生等编 北京: 高等教育出版社, 1989.10

2．《电子技术实验与课程设计》 毕满清 北京: 机械工业出版社, 1995年10月

第五篇：模电课程设计

门铃对讲系统

课题名称：门铃对讲设计

姓名： 何伟伟 专业： 电子信息科学与技术 班级： 2008-1 学号： 0801050107

指导教师：王桂海

信息科学与工程学院电子信息系

2010

年

07 月

05 日

门铃对讲系统

摘要：

本课题设计了一个以设计对讲电路为核心的楼宇式门铃对讲系统。该门铃对讲系统主要短时间按键有效、用户响铃设计、电压放大器设计、无输出变压器的功率放大器设计（OCL电路）、双向对话模块等组成。采用了LM386集成运放（由于仿真时Multisim软件无法找到，故用分离元件代替）和OP07集成功放、JK锁存器、继电器、电阻、电容元件、直流电源及各种测量仿真器件等，实现了访客用户选择、呼叫、双向对讲功能，同时还添加了按键亮灯指示、键盘荧光显示及免打扰功能等，其静态功耗可达0.5W, 真正实现了超低功耗，使该门铃对讲系统更加人性化和实用化。

与传统的门铃对讲系统相比，该设计具有保真度高、可靠性高、可扩展性强、易操作性好等特点，可用于普通小区或楼宇使用。

关键词：门铃

楼宇

双向对讲

门铃对讲系统

前言

如今社会发展迅速，人民生活水平日益提高，早已超越满足温饱的需要，现在讲究如何更好的生活，我国很大一部人分人居住小区，居民都希望有着良好的环境和安全感，过上更加安逸的生活。社区的发展需有这些基本条件才能吸引购买力，房地产发展商将面临一些实际问题：对于如何保障社区的安全及在管理上的方便，即能保障发展商的利益又能保障居住社区人员的需求及安全感、归属感，这是一个新的课题，让发展商去面对和解决好。小区门铃对讲系统方案设计，在保障资金投入合理的情况下让社区形成一个安全、舒适的文明社区。另一方面，最近五年的时间内，随着中国内地经济的稳步发展，人民生活水平有了很大程度的提高，大量商品房推向市场。随着商品房的大量推出，地产商直接的竞争也越来越激烈，要实现商品房的良好销售业绩，推向市场的楼盘开始需要有良好的概念才能在市场竞争中取得成功。于是智能小区的概念几年前开始导入中国内地并迅速蔓延，以至于出现不是智能小区楼盘很难销售的情况。

随着城市的不断发展，现代生活小区作为一种新颖的居家理念及物业管理模式越来越成为社会的需求及认同。智能楼宇管理和楼宇可视对讲系统及产品的生产商应及时跟踪市场需求，不断创新，在各方面力求做到最好。智能建筑是未来建筑的发展方向，特别是随着21世纪的到来，现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能住宅小区，进而走进家庭。

技术方案比较：

(一)音频运算放大器的选择：

门铃对讲系统

方案一OP37为低噪声高速精密运放，转换速率很高，带宽很大，适合做音频放大，但它的价格高，成本大，故不采用。

方案二：OP07是一种高精度单片运算放大器，具有很低的输入失调电压和漂移。OP07的优良特性使它特别适合作前级放大器，放大微弱信号。使用OP07一般不用考虑调零和频率问题就能满足要求，价格低廉，故选此方案。

方案三：利用分立元件实现，即可以熟悉Multisim软件，又可以对课本中有关三极管的知识加以巩固，故优先选择；

本课题设计重点、难点：

系统中如何正确分使用立元件完成特定功能关键；

分立元件中三极管、电阻、电容是构成所有电路的基础，故能充分理解它的特性不是易事，这需要很扎实的基本功，否则实验起来很浪费时间，就像笔者遇到的困难一样，对于电压放大倍数、饱和失真、截止失真、动态特性、静态工作点的选取、互补功率放大器的设计、放大倍数计算、功率计算，由于失调电压及失调电流的存在，运放输入为零时输出往往不为零。对于内部无自动稳零措施的运放需外加调零电路，使之在零输入时输出为零。对于单电源功电的运放，常需在输入端加直流偏置电压，设置合适的静态输出电压，以便能放大正、负两个方向的变化信号。电路自激震荡的消除也是一个涉及的难点。

门铃对讲系统

目录

第一章 总体设计思路

1.1总体描述与系统框架： 1.2设计框图;第二章 有关楼宇和用户的设计

2．1 确保短时间按键有效的设计 2．1用户响铃设计

第三章 对讲电路的设计

3.1 电压放大器设计 3.2 功率放大器设计

第四章 设计总结

4.1 实验结论

4．2 参考文献

4.2 实验心得

第五章 附录及说明

门铃对讲系统

第一章 总体设计

1.1总体描述与系统框架：

该门铃对讲系统的设计主要应用模拟电子技术和数字电子技术的知识，旨在实现楼宇门铃对讲功能。功能实现流程如下：

图1-1 1.2设计框图：用总实验图代替：

门铃对讲系统

第二章 有关楼宇和用户的设计

2．1确保短时间按键有效的设计

课题选用JK锁存器复位功能由异步JK触发器的异步复位端控制。异步JK锁存器的特性如下描述：

J=0,K=0,保持；J=0,K=1,置0；J=1,K=0,置1；J=1,K=1,翻转；没有时钟触发也是保持；

实验图如下：

原理:开关打向上为1，打向下为0，只要是按了（打向上），锁存器就是所存起来，后来虽为0，但是它一直保持，故Q输出一直为1，知道后来复位。

2．2 用户响铃设计

实验图如下：

门铃对讲系统

原理：按铃前开关A处于断开状态，按铃后开关接通，利用555定时器构成多谐振荡器，其中利用了电容C3的充放电，电流的方向使得D1、D2轮流导通（二极管的单向导电性），充放电时构成回路的电阻不同其充放电时间也不一，电流大小不同，由喇叭发出声音不同，有两种叮、咚声音，这就是用户听到的声音。

结论：发出了咚声音。

第三章 对讲电路的设计

3.1电压放大器： 实验图如下：

说明：本课题用0.3v电压代替从话筒传出的信号大小（经验值），频率用一千赫兹，声音信号含有较多频率成分，但是本放大器对一切频率都有相同作用，说明了此放大器的实用性，门铃对讲系统

结论：电压经放大之达到4.3v（由上图示波器所示），使得信号传到用户时可以直接经功率放大器输出。

3.2功率放大器：

实验图如下：

门铃对讲系统

结论：图最右边为Speker,阻值为8欧姆，图中所示电压值大小为4.3v，本课题采用互补式功率放大器，能克服交越失真，功率计算为：

pu22R4.32281.1156w

由计算可得P=1.1156w,满足了驱动听筒的要求，故方案可行。

第四章 设计总结

4.1 实验结论：

实验每个部分均较理想，实现了相关功能，详细请见每部分实验图

4．2 参考文献：

童诗白 华成英 模拟电子技术基础（第四版）高等教育出版社 1980年 4．3实验心得

通过做本课题的内容，前前后后花费两个星期，自知，内容较为简单，但做起来并非如想象得那样顺利，每一个小小的错误（电容、电阻的大小）就会导致没有结果，什么也没有，故联想到，要想学好本门课程知识，得从基础抓起，先分立，后集成，只有这样，才能为以后所学课程做好准备，同时，也坚定了自己要好

第五章 附录及说明

（1）电压放大器：纯属用三极管、电阻、旁路电容构成。

（2）低功率音频放大：功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。要求放大电路有足够大的输出功率，驱动扬声器，使之发声。

门铃对讲系统

（3）用户选择控制：方案可如下：

A/D转换器、译码器、D/A转换器构成，纯属数字电路课程内容，很容易即可实现，这里就不作为设计的内容，故略。

（4）电磁继电器：

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

说明：继电器在本课题中有用到，但是在软件中无法找到适合本课题的电磁继电器，原理很简单（利用电流磁效应来工作），与模拟电路课程无直接关系，故可略去。