第一篇:模电课程设计心得
在这次的模电课程设计中,我们对模电数电有了更清晰的认识。但是
在一开始看见题目的时候,还是比较头疼的,不知道如何下手,但是随着慢慢的摸索,思路慢慢的出现了。这之间变化还是蛮大的,从最开始的不愿意动手到后来的因为一个环节没搞清楚而搞一晚上,这样的大反差让我们更进一步的了解了模拟电子技术这一门深奥而实用的课程。
课程设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去,在电路的设计过程中,无形中加深了我们对模拟电路和数字电路的了解及运用能力,对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解;以前的模电实验只是针对某一个小的功能设计,而此次课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格,这需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案,然后逐步细化进行各模块的设计,进而一步步调试排除错误
老师提供了多种不同类型的题目,自动油烟控制报警器这个任务难度相对适中,难度系数也比较适合,因此我们选择了这个题目。最初拿到题目之时,觉得无从下手,而且时间也的确非常紧迫。可能是由于模电数电这两门,特别是数电这门课程学过很久了,内容有些生疏,不得不翻出以前的课本,大致的浏览一下,即使不成竹于胸,也能初步的了解。通过浏览,很多的知识因此回忆起来了。但是问题并没有得到根本性的解决。首先,我只是知道此次的课程设计任务需要的一些集成芯片,例如电压比较器、DA转换器、数码管等。但是并不知道如何把它们组合起来,组成一个系统的,模块清晰,能够很好完成功能的整体。于是我们上网搜,图书馆查阅资料,看书,问同学。终于能够从整体上来把握。思路也逐渐的清晰了起来,整体的框架在我的脑海里慢慢的显现。很快,便有了整体的方案。把这个任务分成几个比较系统的模块,分别是报警浓度设置和显示模块,比较控制模块,烟雾传感器输入模块,三极管开关,驱动模块。接下来分别考虑了分块电路的细节。最后如期的完成了初步的设计雏形。有了方案的指导,接下来的几天就相对比较容易搞定,需要做的就是连接好电路,尽管这是一项依葫芦画瓢的步骤,但是要求的是绝对的用心和细致,稍有错误,就很难在错综复杂的线路中检查出来,有时候就是一个小问题,却会浪费了我们很多时间,这印证了一句话“细节决定成败!”不管做的实验有多么复杂或者多么简单,我们都应该抱着一颗谨慎细致的心去完成它,遇到困难不毛躁,一个个排除,一定会得到我们想要的结果的。虽然只有短短一周的课程设计,但是我们有许多的感想,总结起来如下:我觉得在做任何事情之前都必须的有一个大的纲领,也就是一个方向和目标,好让你不会走错路和走弯路。当然,这个的前提是纲领是对的。就这里而言,也就是我们的设计方案了。不难看出,所有的东西都是围绕着这个方案在进行的,那么我们就宁愿多花些时间在方案的完备性上,也就是常言道的“磨刀不误砍柴工”。没有准确的做好这一步,后面也无从谈起。从事我们这一行的必须要有动手能力。有了方案,就必须能够准确的实施,并且能够在实施的过程中不断的去纠正它,控制它,通过实验结果的反馈来改进最初的方案,最终又能够完善最初的方案,使之成熟。如果很好的保持了这样一个良性的循环。做出来的方案又怎么会不够完美呢?而且,动手的过程需要的是细致,耐心,准确。不要把这个过程当作是一个机械的操作,而是要带着你的设计思想,在思考中行进。不怕做的慢,因为熟能生巧,多多练习即可加强熟悉程度。虽然此次并没有在这个过程中遇到很大的困难,但是实际当中,动手能力是我们急需加强的一项技能。本次课程设计还让我们认识到要有取有舍,考虑最适合而不是最优。现实中,只能是理论上的最优。而在实际的步骤中,就需要我们进行取舍,留下什么,去掉
什么,都是要求我们认真考虑的,我坚持的一个原则就是,从整体上考虑,在无法避免的情况之下,可以牺牲部分模块的完备性来保证整体的实现和优化。当然,如果能够找到一种替代的方案或者模块,是最理想不过的了。
总的来说,这次的任务完成的不错。学到了很多东西。使我对模拟数电这两门课有了进一步了解。我过去没有过自己设计实验,所以锻炼了我学习的主动性。把课堂上学到书本知识灵活的应用到了实际操作当中,同时,这让我更深刻地认识到做事要细心、耐心,学会发现问题,敢于面对问题,思考如何解决问题。最主要的我想还是一个整体的思路而不是局限于一个部分。通过整体性能与部分模块的博弈而选出最佳的方案。这才是最大的收获。而从小的方面来说,通过此次的模电设计,能够很好的理解到这个课程甚至是我们专业设计课程的大致思路与思想,为以后更多的课程设计奠定了基础。
第二篇:模电课程设计心得(推荐)
时间总是过得很快,经过一周的课程设计的学习,我已经自己能制作一个高保真音频功率放大器,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,更为紧急的是,之前刚做完protel99的课程设计,本周必须完成模电的课程设计。任务对我们来说,显得很重。昨天刚考完复变,为了尽快完成模电的课程设计,我一天也没歇息。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。
刚开始我借来了一份高保真音频功率放大器的电路原理图,但离实际应用差距较大,有些器件很难找到,后来到网上搜索了一下相关内容,顺便到学校图书馆借相关书籍,经过不断比较与讨论,最终敲定了高保真音频功率放大器的电路原理图,并且询问了兄弟班关于元器件的参数情况。为下步实物连接打好基础。
在做电路仿真时,我画好了电路原理图,修改好参数后,创建网络列表时系统总是报错,无论我怎样修改都不行,后来请教同学,他们也遇到了同样的困惑。任何事情都不可能是一帆风顺的,开始是创建网络表时出现问题,后来是没有差错但出来的仿真波形不是预计中的,这确实很难修改。输出时仿真波形总是一条直线,我弄了一晚上也找不出原因,整个人也显得焦躁不已。
接下来,开始了我们的实物焊接阶段。之前的电工实习让我简单的接触到了焊接实物,以为会比较轻松,但实际焊接起来才发现此次与电工实习中的焊接实物有很大的不同,要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线,增加了很大的难度。由于采用了电路板,为了使步线美观、简洁,还真是费了我们不少精力,经过不断的修改与讨论,最终结果还比较另人满意。
经过这段课程设计的日子,我发现从刚开始的matlab到现在的pspice,不管是学习哪种软件,都给我留下了很深的印象。由于没有接触,开始学得很费力,但到后来就好了。在每次的课程设计中,遇到问题,最好的办法就是问别人,因为每个人掌握情况不一样,不可能做到处处都懂,发挥群众的力量,复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会,在很多时候,我遇到的困难或许别人之前就已遇到,向他们请教远比自己在那冥思苦想来得快。
虽然最终实物做出来了,但这并不是我一个人做出来的。通过这次课程设计,我明白了一个团队精神的重要性,因为从头到尾,都是大家集体出主意,来解决中间出现的各种问题。从原理图的最终敲定,到波形的仿真,到元器件的选择与购买,到最后实物的焊接与调试,这都是大家分工合作的结果,正是因为大家配合得默契,每项工作都完成得很棒,衔接得很好,才使我们很快的完成了任务。
尽管现在只是初步学会了高保真音频功率放大器设计,离真正掌握还有一定距离,但学习的这段日子确实令我收益匪浅,不仅因为它发生在特别的时间,更重要的是我又多掌握了一门新的技术,收获总是令人快乐,不是吗?
模电课程设计心得(2):
作为一名金属材料与热处理专业的学生,我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的两年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,如何去面对现实中的各种热处理工艺设计?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?
我想做类似的作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中,我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。
为了让自己的设计更加完善,更加符合工艺标准,一次次翻阅热处理方面的书籍是十分必要的,同时也是必不可少的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。
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。整个设计我基本上还满意,由于水平有限,难免会有错误,还望老师批评指正。
第三篇: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
第四篇: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 R1R2R1R2 R2R1 UT2=UREF+UZ R1R2R1R2 本电路中UREF=0,所以 R1 UT1=-UZ R1R2 UT2= R1UZ R1R2 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 《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