模擬電路課程設計報告

1、天津職業(yè)技術(shù)師范大學汽車與交通學院電 子 技 術(shù)課程設計報告同組學生姓名（學號）：xxx（12號）、xxx（8號） 班 級： 汽電1001 任務分工： xxx負責查找資料 xxx負責設計電路和調(diào)試電路 設計時間： 2012年x月xx日 2012 年 x月xx日指導教師： xxx 天津職業(yè)技術(shù)師范大學課 程 設 計 任 務 書 汽車與交通 學院 汽電1001 班 學生 xxx、xxx 課程設計課題： 溫度檢測電路的設計一、課程設計工作日自 2012 年 x 月 xx 日至 2012 年 x 月 xx 日二、同組學生： xx、xxx、xx、xxx 三、課程設計任務要求（包括課題來源、類型、目的和意

2、義、基本要求、完成時間、主要參考資料等）：題目1：三極管值范圍測量儀設計（第一周選作）對被測npn型三極管值分三檔；值的范圍分別為80、80120、180；用發(fā)光二極管來檢測被測三極管值所屬的范圍；題目2：溫度檢測電路的設計（第一周選作）溫度高于28oc，或低于12oc的時候，驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器鳴叫報警；在正常情況下發(fā)光二極管不亮，蜂鳴器不響。題目3：三極管輸出特性曲線的測試（第一周選作）利用示波器x-y圖示功能，設計電路用示波器顯示對應某一ib時的三極管輸出特性曲線。題目4：增益自動控制電路的設計（第一周選作）要求能夠?qū)崿F(xiàn)增益為1、2、3三種情況的自動切換，切換時間為1秒。題目5：波

3、形發(fā)生電路的設計（第二周選作）用集成運放設計正弦波方波三角波發(fā)生電路。其中正弦波振蕩頻率為160hz，幅度為10v；方波頻率與正弦波相同，輸出電壓幅度為6v；三角波頻率與正弦波相同，幅度為4v。題目6：運算電路的設計（第二周選作）用運放741實現(xiàn)的信號運算功能，供電電壓為，運放的數(shù)目不超過3個，并根據(jù)仿真完成下表122111132-220理論輸出仿真輸出測試輸出指導教師簽字： 教研室主任簽字： 目 錄 第一周題目：一、課程設計的目的與要求（含設計指標）4二、方案論證及選擇4三、原理設計（或基本原理）4四、方案實現(xiàn)與測試（或調(diào)試）8第二周題目：一、課程設計任務要求（含設計指標）11二、原理設計（

4、或基本原理）11三、方案實現(xiàn)與測試（或調(diào)試）14參考書目14個人總結(jié)（xxx）15個人總結(jié)（xxx）16課程設計評審表（xxx）17課程設計評審表（xxx）18第一周題目：溫度檢測電路的設計一、 課程設計的目的與要求（含設計指標） 溫度高于28oc，或低于12oc的時候，驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器鳴叫報警；在正常情況下發(fā)光二極管不亮，蜂鳴器不響。二、 方案論證及選擇 溫度報警器由感知外部溫度的測溫電路，電壓跟隨器，求差電路，比較器及發(fā)光報警器（這里用蜂鳴器報警）組成。 溫度報警器是通過對溫度有一定的感應的電阻的阻值的變化，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娏鞯淖兓瑥亩ㄟ^一系列的電路產(chǎn)生相應信號，輸入lm393

5、比較器產(chǎn)生高低電平，當溫度高于28攝氏度或低于12攝氏度時，比較器輸出高電平，發(fā)光二極管發(fā)光、蜂鳴器報警。三、 原理設計（或基本原理）1、基本原理：測溫電路由ad59o和10k電阻組成，把相應的溫度轉(zhuǎn)換相應的電壓，利用電壓跟隨器穩(wěn)壓，再經(jīng)過求差電路使電壓轉(zhuǎn)化想要的電壓值。 在比較器電路中用不同阻值的電阻分壓，這樣就可以產(chǎn)生兩個固定的溫度，可以作為溫度的上下限。ad590的輸出電流i=(273+t)a(t為攝氏溫度),因此量測的電壓v為(273+t)a 10k= (2.73+t/100)v。為了將電壓量測出來又需使輸出電流i不分流出來,我們使用電壓追隨器其輸出電壓v2等于輸入電壓v。 由于一般電

6、源供應較多零件之后,電源是帶噪聲的,因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓零件,再利用可變電阻分壓,其輸出電壓v1需調(diào)整至2.73v。 接下來我們使用差動放大器其輸出vo為 (100k/10k)(v2-v1)=t/10v。如果現(xiàn)在為攝氏28度,輸出電壓為2.8v。 2、電路仿真：3、系統(tǒng)組成框圖：溫度采集報警電路比較電路求差電路電壓跟隨4、單元電路設計 溫度采集: 電壓跟隨其器: 求差電路: 比較電路: lm393內(nèi)部引腳圖： 報警電路: 5、元件列表元件名數(shù)量溫度傳感器ad5901運放7412比較器lm3931穩(wěn)壓管1發(fā)光二極管1三極管1壓電式蜂鳴器150k滑動變阻器110k電阻71k電阻31.2k

7、電阻11.6k電阻12.2k電阻2100k電阻1四、 方案實現(xiàn)與測試（或調(diào)試）1、uo1.2v時，發(fā)光報警2、1.2vuo2.8v時，發(fā)光報警第二周題目：波形發(fā)生電路的設計一、課程設計任務要求（含設計指標）用集成運放設計正弦波方波三角波發(fā)生電路。其中正弦波振蕩頻率為160hz，幅度為10v；方波頻率與正弦波相同，輸出電壓幅度為6v；三角波頻率與正弦波相同，幅度為4v。二、原理設計（或基本原理）2.1 總電路圖 圖3.1函數(shù)發(fā)生器總電路圖2.2正弦波產(chǎn)生電路的工作原理、仿真及結(jié)果 圖3.21 rc橋式正弦波振蕩電路電路中rc串、并聯(lián)電路構(gòu)成正反饋支路，同時兼做選頻網(wǎng)絡，r1、r2、rp及二極管等

8、元件構(gòu)成反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器rp，可以改變負反饋深度，滿足振蕩的振幅條件和改善波形。利用兩個反向并聯(lián)二極管vd1、vd2正向電阻的非線性特性來實現(xiàn)穩(wěn)幅。vd1、vd2采用硅管（溫度穩(wěn)定性好），且要求特性匹配，才能保證輸出波形正、負半周對稱。r3的接入是為了削弱二極管非線性的影響，以改善波形失真。注意：r4、r5、c1、c2構(gòu)成rc串并聯(lián)電路，故r4=r5，c1=c2！3.22 rc橋式正弦波振蕩電路仿真及結(jié)果2.3正弦波-方波發(fā)生電路的工作原理、仿真及結(jié)果圖3.31 正弦波-方波發(fā)生仿真電路工作原理：集成運放處于開環(huán)狀態(tài)，工作在非線性區(qū)，輸入信號ui加在正向輸入端，當輸入信號為正時，即u

9、+為正時，u+u-，則輸出為正。當輸入信號為負時，即u+為負時，u-u+，則輸出為負，如此周而復始，在集成運放輸出端便得到了矩形波。圖3.32 正弦波-方波發(fā)生仿真結(jié)果2.4 方波三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理、仿真及結(jié)果 圖3.41 方波三角波轉(zhuǎn)換仿真電路工作原理:當電源接通時，假設電容器初始電壓為零，集成運放a2輸出電壓為正飽和電壓值+uz，積分器輸入為+uz，電容c開始充電，輸出電壓uo3開始減小，u+值也隨之變小，當uo3減小到-(r9*uz)/r10時.u+由正值變?yōu)榱?，滯回電壓比較器a2翻轉(zhuǎn)，集成運放a2的輸出uo2=-uz.當uo2=-uz時，積分器輸入負電壓，輸出電壓uo3開始增大，

10、u+值也隨之增大，當uo3增加到(r9*uz)/r10時，u+由負值變?yōu)榱悖瑴仉妷罕容^器a1翻轉(zhuǎn)，集成運放a2的輸出uo2=uz,此后，上述過程不斷重復，便在a2的輸出端得到幅值uz的矩形波，a3輸出端得到三角波。圖3.42 方波三角波轉(zhuǎn)換仿真結(jié)果三、方案實現(xiàn)與測試（或調(diào)試）3.1正弦波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試安裝1.把ua741集成塊插入pc板，注意布局；2.分別把各電阻,電容，二極管等元件放入適當位置，尤其注意電位器的接法；3.按圖接線，注意直流源的正負及接地端。4.接圖完成后用萬用表測一下電路看看是否短路。調(diào)試1.接入電源后，用示波器進行雙蹤觀察；2.調(diào)節(jié)rv1使電路起振3.電路起振后，調(diào)

11、節(jié)rv1，使正弦波的幅值滿足指標要求；4.觀察示波器，各指標達到要求后進行下一部按裝。3.2方波三角波的安裝與調(diào)試 安裝1.把兩塊ua741集成塊插入pc板，注意布局； 2.分別把各電阻,電容，整流管等放入適當位置，尤其注意電位器、整流管的接法； 3.按圖布線,注意直流源的正負及接地端。 調(diào)試 1.接入電源后，用示波器進行雙蹤觀察；2.調(diào)節(jié)rv2，使三角波的幅值滿足指標要求；3.調(diào)節(jié)rv2，微調(diào)波形的頻率;3.3 總電路的安裝與調(diào)試 1.把兩部分的電路接好，進行整體測試、觀察2.針對各階段出現(xiàn)的問題，逐各排查校驗，使其滿足實驗要求，參考書目：電子技術(shù)基礎模擬部分 主編：康華光個人總結(jié)本次課程設

12、計中我們做的是溫度報警器。我們一組共八個人一起完成這個作業(yè)。通過本次課程設計，我學到了很多。從剛開始電路的仿真設計到最終系統(tǒng)功能實現(xiàn)，我們不斷改進電路，在改進中也學到了很多課本上沒學過的實踐中要用到的知識。比如說比較器，在我們對課本的學習中只是知道一些簡單的比較電路原理，但實際中我們用到lm393，既需要知道內(nèi)部引腳如何接入電路，同時還要了解外部如何連接電路，必須有l(wèi)m393需要在輸出端與電源之間連接一個電阻的理論知識。又如溫度傳感器ad590，我們學習了如何焊接電路，也明白了怎樣將溫度信號轉(zhuǎn)化為我們需要的信號到電路中去。另外，蜂鳴器如何接入電路也值得我們注意，沒有課程設計前感覺蜂鳴器是和電阻

13、一樣的兩端接入電路中，深入了解了之后明白了蜂鳴器需要與三極管連接才能發(fā)揮作用，輸入電壓高于三極管的門檻電壓，蜂鳴器既工作。對于電路原理圖的設計，由于是第一次設計，一開始不知道從何下手，比較多的是參考資料中的電路圖。隨著查看資料的量化，逐步對原理圖的設計有了較明確的思路。之后，我們根據(jù)需要的關(guān)系，列出需要的單元電路組成完整的電路圖，并對各個單元電路進行系統(tǒng)的學習。本次中，我們主要用到溫度采集電路、電壓跟隨器、求差電路、比較電路和報警電路。電路確定后，開始了元器件的確定工作，最終確定了使用溫度傳感器ad590、運放741、比較器lm393等元件，并對元件的性能進行了更深入的了解。調(diào)試電路時出現(xiàn)了電

14、路無法按理論結(jié)果表現(xiàn)出發(fā)光報警的現(xiàn)象，后來通過細致到各點的測試，確定了是比較器連接出了問題，而各引腳接線無誤，從而判斷出是比較器外部接線的問題。再次查資料我們發(fā)現(xiàn)到lm393需要在輸出端與電源間接一個電阻。多次改進后，最終電路調(diào)試成功。電子電路設計是學習電子技術(shù)的一個重要環(huán)節(jié)。它是為了加深我們對所學理論知識的理解，并能將其熟練應用，做到理論與實際相結(jié)合。運用實際器件搭建電路，培養(yǎng)了我們分析問題、解決問題的實踐能力。在設計中受益匪淺，為將來的學習，畢業(yè)設計及以后工作打下堅實的基礎。電路設計需要精益求精，這是我們第一次設計電路原理圖，然后將其應用到實踐中，當然還有很多地方?jīng)]有考慮完全，但是相信我們

15、在以后的學習中會做的更好。在本次課程設計中，我學會很多書上沒有的東西，更重要的是，我進一步學會如何和伙伴一起協(xié)作共同完成一件事情，這種感覺很美妙。我非常的珍惜這次課程設計的學習。 學生：xxx 日期：2012年x月xx日個人總結(jié)課程設計剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。畢竟課程設計不同于實驗課，電路圖什么的都要自己設計。靜下心來，仔細分析題目，再加上指導老師的說明與提示和同組成員的幫助，心中才有了譜。將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進行設計，逐個攻破，最后再將其整合即可。但是試驗中也出現(xiàn)了一些不熟練的操作問題和一些復雜電路的不能完全理解都需要我在平時多學習，進一步的完善自己。在實習

16、中經(jīng)常會遇到一些自己可能暫時無法想明白的問題，請教同學或老師是很好的做法，節(jié)省時間也會從別人上上學到更多。在設計時和同學相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的思路，其他人的設計一定有比你出色的地方，很好的借鑒，并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設計方法。電子技術(shù)課程設計是配合電子技術(shù)基礎課程與實驗教學的一個非常重要的教學環(huán)節(jié)。它不但能鞏固我們已所學的模擬電子技術(shù)的理論知識，而且能提高我們的模擬電子電路的設計水平，還能加強我們綜合分析問題和解決問題的能力，進一步培養(yǎng)我們的實驗技能和動手能力，啟發(fā)我們的創(chuàng)新意識幾創(chuàng)新思維。整個課程設計

17、過程我都認真地完成了，對此，我總結(jié)了以下幾點：第一，八人一組，既加強了我們的動手能力，又讓我們學會了團結(jié)一致，共同合作才能研究出最好的方案。我們將理論聯(lián)系實際，在交流中取得進步，從問題中提高自己。第二，本次課程設計加深了我對放大器的進一步深入理解。熟悉了原理圖的優(yōu)缺點，為我以后更好地運用模擬電路上的知識奠定了良好的基礎。第三，通過這次課程設計，使我受益頗多。了解到課程實習設計是開端，焊接是關(guān)鍵，測試是必須。既鞏固了課堂上學到的理論知識，又掌握了常用集成電路元件的使用。在此基礎上學習了模擬電路設計的基本思想和方法，學會了科學地分析實際問題，通過查資料、分析資料及請教老師和同學等多種途徑，獨立解決問題。同時，也培養(yǎng)了我認真嚴謹?shù)膽B(tài)度。通過這次課程設計之后，遇到各種問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說三極管pnp管腳不懂怎么放置，也讓我學過的知識重新溫故。這次課程設計終于順利完成了，我們一組八個人在設計中遇到了很多問題，最后在劉老師的辛勤指導下，終于解決了。一組八個人中所有的燈在低于1.2和高于2.8時都發(fā)了光