第四章 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計

1、第四章 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計4.1模擬電子技術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)一、模擬電路的組成電子產(chǎn)品大多是由一些模擬裝置或者數(shù)字模擬混合裝置組成的。所謂模擬裝置，一般是由低頻電子線路組合而成的模擬系統(tǒng)。我們?nèi)粘＝佑|到的許多裝置和儀器。如擴音器、錄音機、溫度控制裝置、示波器等等，都是模擬裝置。雖然它們的性能、用途各有不同，但就其電子線路部分而言，可以說都是由一些基本單元組成的。它們的基本結(jié)構(gòu)方面有著共同的特點。一般來說，典型的模擬裝置由3個組成部分：一是傳感器件部分；二是信號放大和變換電路部分，三是執(zhí)行機構(gòu)部分。圖4.1畫出了典型模擬電路裝置的方框圖。 圖4.1 模擬裝置組成框圖1傳感器件傳感器件主要用來把非電信息

2、轉(zhuǎn)換為電信號，例如話筒、磁頭、熱敏器件等。2信號放大與變換從傳感器件送來的電信號，一般是比較微弱的，有的信號波形也不符合要求，往往不能直接推動執(zhí)行機構(gòu)正常工作，必須將這種信號加以放大或變換，再傳送給執(zhí)行結(jié)構(gòu)。能實現(xiàn)信號的放大和變換功能的電路就是模擬電路。常見的一些基本功能電路有：放大器、振蕩器、整流器以及各種波形發(fā)生電路等等。在這些基本功能電路中，以放大器的應(yīng)用最為廣泛，許多電子電路都是由它演變派生或進一步組合而成的。另外，由于單級放大器的電壓(或功率)放大倍數(shù)有限，往往不能滿足實際的需要，因此在許多模擬電路裝置中，又要把若干個單級放大器連接起來構(gòu)成多級放大電路。顯然，多級放大器既是模擬電路中

3、的關(guān)鍵部分，內(nèi)容又具有典型性，比較適合課程設(shè)計的要求。3執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)則是把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量，以便完成人們所需要的功能。由于各種模擬裝置用途不同，傳感器件和執(zhí)行機構(gòu)兩部分的器件需專門設(shè)置。因為它們不是模擬電子技術(shù)的主要內(nèi)容，本書不作重點討論。我們研究、設(shè)計的內(nèi)容主要是信號放大和變換電路部分。 二、模擬電路設(shè)計的基本要求課程設(shè)計是通過一階段課程的各教學(xué)環(huán)節(jié)(課堂教學(xué)和實驗)之后進行的。內(nèi)容的復(fù)雜性和工作量應(yīng)適中。課程設(shè)計應(yīng)使學(xué)生達到如下要求： (1)初步掌握一般電子電路分析和設(shè)計的基本方法。包括：根據(jù)設(shè)計任務(wù)和指標，初選電路；通過調(diào)查研究，設(shè)計計算，確定電路方案；選擇元件，安裝電路，獨

4、立安排實驗，調(diào)試改進；分析實驗結(jié)果，寫出設(shè)計總結(jié)報告。 (2)培養(yǎng)一定的自學(xué)能力和獨立分析問題、解決問題的能力。包括：學(xué)會自己分析解決問題的方法，對設(shè)計中遇到的問題，能通過獨立思考，查閱工具書，參考文獻，尋找答案。掌握一些電路調(diào)試的一般規(guī)律。實驗中出現(xiàn)一般故障，能通過“觀察、判斷、試驗、再判斷”的基本方法去解決；能對實驗結(jié)果獨立地進行分析、評價。 (3)掌握普通電子電路的生產(chǎn)流程以及安裝、布線、焊接等基本技能。 (4)鞏固常用電子儀器的正確使用方法。包括：示波器、直流穩(wěn)壓電源、晶體管特性圖示儀等儀器的正確使用；掌握常用電子器件和電路的測試技能。(5)嚴格的科學(xué)訓(xùn)練和工程設(shè)計實踐，使學(xué)生逐步樹立

5、嚴肅認真，一絲不茍，實事求是的科學(xué)作風，并培養(yǎng)學(xué)生在實際工作中具有定的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。一、模擬電路設(shè)計的基本步驟 由于電子電路的種類很多，設(shè)計方法也不完全相同。在一般情況下，整個設(shè)計過程可以分為課題分析、方案論證、方案論證、方案實現(xiàn)、安裝調(diào)試四個階段，詳細內(nèi)容參閱本書緒論中課程設(shè)計基本步驟。應(yīng)當指出，一種較為理想的方案不是輕而易舉就能很快提出來的，它往往需要設(shè)計者進行廣泛調(diào)查研究，大量查問參考文獻和資料，再進行反復(fù)比較和可行性論證才能最后確定下來。實踐證明，由于生產(chǎn)實際的復(fù)雜性和電子元、器件的分散性，再加上設(shè)計者的經(jīng)驗不足， 一個僅從理論上設(shè)計出的電路往往是不成熟的，可能存在許多

6、問題。但是，不通過實驗就想把這些問題檢查出來并加以解決是十分困難的。因此在完成方案設(shè)計以后總是要進行電路的裝配和調(diào)試。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與設(shè)計要求不相符合的情況。如果善于從理論與實踐的結(jié)合上分析原因，就可能很快地找出解決問題的方法和途徑。從而完善設(shè)計方案使之達到規(guī)定的技術(shù)指標。如果說方案設(shè)計是搞好系統(tǒng)設(shè)計的先決條件的話，那么實驗調(diào)整則可以說是解決問題的決定性步驟。在實際進行方案的實驗時，往往還會出現(xiàn)預(yù)先估計不到的許多現(xiàn)象，難免需要改變某些參數(shù)或更換元件，甚至修改方案。為入便起見，通常先把電路在試驗箱或?qū)Ｓ脤嶒炏渖辖M裝起來進行。 應(yīng)當指出，由于許多系統(tǒng)往往比較復(fù)雜。因此在方案試驗階段般只能對其

7、中的關(guān)鍵部分或采用的新電路、新技術(shù)進行試驗，而對于那些很有把握或很成熟的內(nèi)容，則可以不做試驗。只有在方案比較簡單時，才有可能在實驗室里做總體試驗。需要說明的是，隨著集成電路的迅速發(fā)展，近年來采用線性集成元件組裝模擬電路已日趨廣泛。這種電路的設(shè)計方法，可以利用一些基本公式或經(jīng)驗來選擇外接元件。只要熟悉了各種集成元件的性能和指標，設(shè)計起來是比較容易的。當然分立元件的電路還在大量地應(yīng)用，而且這種電路的設(shè)計，往往需要運用基本的電路設(shè)計方法。這種訓(xùn)練對于初學(xué)設(shè)計者來說還是十分必要的。因此，本書安排了一些分立元件模擬電路的設(shè)計。通過本書所列課題的設(shè)計，有助于學(xué)生熟悉各種電子器件，掌握電路的基本設(shè)計方法，得

8、到布線，焊接，組裝電路的訓(xùn)練。為了讓學(xué)生了解和熟悉集成電路的應(yīng)用，本書也安排了一些由集成電路組成的電路課題，以供教學(xué)選作。4.2模擬電子技術(shù)課程設(shè)計示例收錄機和電視機、擴音機等電器設(shè)備中都有音響功率放大器，這類放大器過去大都由分立元件電路組成。隨著集成功放器件的出現(xiàn)，集成音響功率放大器因具有工作穩(wěn)定、性能好、易于安裝調(diào)試、成本低等優(yōu)點，故得到廣泛應(yīng)用。集成功放加上前置放大器、音調(diào)控制電路就可構(gòu)成音響放大器。 一、設(shè)計任務(wù)書1.設(shè)計課題音響放大器設(shè)計。(1)要求具有音調(diào)控制、卡拉OK伴唱，對話筒與錄音機輸出信號進行擴音。(2)已知條件： =9V，話筒（低阻20）的輸出電壓5 mV，錄音機輸出信號

9、200mV。2.主要技術(shù)指標輸出功率3）。負載阻抗。頻率響應(yīng)。音調(diào)控制特性1kHz 處增益為0dB，100Hz和10kHz處有12dB的調(diào)節(jié)范圍，+20dB。輸入阻抗。二、設(shè)計過程舉例1.課題分析 2.方案論證(1)確定整機電路級數(shù)，分配各級電壓增益。話筒輸入信號較弱，根據(jù)題意，輸入信號為5mV時，輸出功率最大值為1W。因此電路系統(tǒng)總電壓增益 。由于實際電路中會有損耗，應(yīng)留有裕量，故取。下面進行各級增益分配：音調(diào)控制級在。時，增益為1（0dB），但實際電路有可能衰減，取集成功放電路增益應(yīng)較大，取混合級，一般采用集成運放組成，但受到增益帶寬限制，增益不宜過大，取。話筒放大級，采用集成運放電路構(gòu)成

10、。 (2)電路論證分析1）功率放大電路常用音頻集成功放有LA4100系列、TDA2030、SF404等。本課題設(shè)計采用LA4102，其典型輸出功率為1.4W，閉環(huán)增益為45dB，可滿足要求。2）音調(diào)控制器圖中 中音頻率，要求增益；低音轉(zhuǎn)折頻率，一般為幾十赫芝；中音頻轉(zhuǎn)折頻率；中音頻轉(zhuǎn)折頻率；高音頻轉(zhuǎn)折頻率，一般為幾十千赫芝。 從圖中可見，音調(diào)控制器只對低音頻或高音頻進行提升或衰減，中音頻增益保持不變，音調(diào)控制器由低通濾波器和高通濾波器共同組成。設(shè)，在中、低音頻區(qū)，可視開路，在高音頻區(qū)，、可視為短路。當 a）為b）為a）實質(zhì)上是一個一階有源低通濾波器，其傳遞函數(shù)表達式為 （a） (b)(a)低音

11、頻提升 ( b)低音頻衰減式中 或 或 時，可視為開路，運放的反相輸入端為虛地，因運放輸入電流，影響可忽略，此時電壓增益為： 模為此時電壓增益相對下降了。模為此時電壓增益相對下降了。范圍內(nèi)，電壓增益衰減速率為/10倍頻程。b當a)所示。在高音頻段、可視為短路，與、b)所示。 (a) (b)(a)高音頻等效電路 (b) 三角形聯(lián)接后的等效電路電阻關(guān)系式為若取，則a）為b）為滑臂在最左端時，對應(yīng)于高頻衰減最大的情況。該電路為一階有源高通濾波器，其傳遞函數(shù)表達式為 或 或 （a） （b） （a）高頻提升 （b）高頻衰減通過低頻等效電路相同方法分析，可得到以下關(guān)系式：時，可視為開路，時， 時， 時，可

12、視為短路，電壓增益為范圍內(nèi),電壓提升速率為20dB實際應(yīng)用中，通常是給出低頻區(qū)和高頻區(qū)處的提升量或衰減量x(dB),再根據(jù)下式求出轉(zhuǎn)折頻率和。即 （3）話筒放大器與前置放大器根據(jù)增益分配，采用集成運放電路改變外接電阻可方便實現(xiàn)增益調(diào)整。與音調(diào)控制器共采用一塊LM324即可滿足除功放外的所有電路功能，電路簡單，價格低廉。雖然它的頻帶很窄（增益為1時，帶寬1MHz），因放大倍數(shù)不大，代入公式，計算滿足的要求。3.方案實現(xiàn)（1）功放電路設(shè)計查閱手冊，可選擇功放外圍元器件值。LA4102功放集成電路其內(nèi)部電路中有電壓串聯(lián)負反饋環(huán)節(jié)，內(nèi)部電路反饋電阻為20,只要改變外接反饋電阻，即可改變集成功放增益。該

13、電路接成電壓串聯(lián)負反饋形式，外接反饋電阻可由下式計算取200起隔直作用，使電路組成交流電壓串聯(lián)負反饋電路，取33F。起相位補償作用，用于消除高頻自激振蕩，一般取幾十皮法。取51pF。為OTL電路輸出電容，兩端充電電壓為Vcc/2，一般取耐壓大于Vcc/2的幾百微法電容。取耐壓25V，470F電解電容。為反饋電容，用于消除自激振蕩，一般取幾十幾百皮法。取560 pF。為自舉電容，使集成電路內(nèi)部輸出復(fù)合管的導(dǎo)通電流不隨輸出電壓升高而減小。取耐壓25V，220F電解電容。、用于消除紋波，一般取幾十幾百微法。取220F，取100F電解電容。起電源退耦濾波作用，用于消除低頻自激振蕩，取100F電解電容。

14、（2）音調(diào)控制器設(shè)計音調(diào)控制器N3及外圍電路組成。根據(jù)題意，100Hz和10kHz處有12dB調(diào)節(jié)范圍。即則 又 則 因此、不能取得太大，否則運放漂移電流影響不能忽略不計。同時也不能太小，否則流過電流將超出運放輸出能力。一般取幾千歐至幾百千歐。取=470, =47滿足設(shè)計要求。值取標稱值0.01F，可得因此取標稱值。取標稱值。與等值取470，級間耦合與隔直電容，取10F。（3）話筒放大器與混合前置級設(shè)計話筒放大電路由及外圍電路組成，耦合隔直電容取10F，為話筒放大后音量調(diào)節(jié)電位器，取10根據(jù)級間增益分配，該電路為同相輸入放大器。取,代入算得,取標稱值，這時。該電路為單電源供電交流放大器，在電源

15、與同相輸入端及同相輸入端與地之間，各接入電阻給集成運放，以提供合適的偏壓。取10F?；旌锨爸梅糯笃麟娐酚蛇\放組成，為反相輸入加法器電路。根據(jù)增益分配，混合級輸出電壓，而話筒放大器輸出已達到的要求。即，所以取。錄音機插孔輸出的信號一般為，已遠大于要求，要對進行適當衰減，否則會產(chǎn)生限幅失真（截頂失真）。取為，為使音量可調(diào)，電位器取。4音響放大器電路圖圖中各參數(shù)如下所示五安裝調(diào)試注意四個電位器外殼接地，否則會引起自激振蕩。話筒放大級、音調(diào)級、混合級其靜態(tài)輸出直流電壓均為，功放級（OTL電路）輸出也為。其余參考集成運放調(diào)試部分。隨著人們生活水平的提高，人們對提高文娛活動的質(zhì)量提出了新的要求。現(xiàn)在用集成

16、電路設(shè)計一個音樂彩燈控制器，每組彩燈的亮度隨各路輸入信號的不同而不同，以增加節(jié)日氣氛。一、設(shè)計任務(wù)書1.設(shè)計課題音樂彩燈控制器。2.技術(shù)指標音樂信號分為三個頻段，分別控制紅、黃、藍三種顏色的彩燈。 高頻段：20004000Hz 控制藍燈。 中頻段：5001200Hz 控制黃燈。 低頻段：50250Hz 控制紅燈。 每組彩燈的亮度隨各路輸入信號的大小分八個等級。輸入信號最大時，彩燈最亮。 輸入音樂信號大于10mV，當輸入音樂信號幅度小于10mA時，要求彩燈全亮。二、設(shè)計過程舉例1.課題分析3V, 之間改變。燈泡亮度也將隨之而改變。雖然加在燈泡上的電壓也是斷續(xù)的，然而這種斷續(xù)只發(fā)生在正弦波半個周期

17、之內(nèi)，由于燈泡的燈絲存在著熱慣性，燈泡的明暗程度隨著音樂信號的大小將是連續(xù)變化的，有效的克服了閃爍現(xiàn)象。但這種控制電路比較復(fù)雜，調(diào)試比較困難。加之第一種方案由于燈泡隨音樂而有節(jié)奏的閃爍無意中還可以增加一種歡快感，所以采用第一種方案較理想。a) b) （a）控制電路 （b)控制波形圖把音樂信號分成三個頻段可用帶通濾波器去實現(xiàn)。組成該電路的形式有很多，其中最簡單的并且上、下限截止頻率分別可調(diào)的是由低、高通濾波器電路串聯(lián)而成的帶通濾波器。這種電路的缺點是所用元件較多，優(yōu)點是調(diào)整方便，很容易實現(xiàn)指標要求。通過帶通濾波器選出所需要的頻率段的音樂信號，經(jīng)過精密整流電路變?yōu)橹绷?，其直流電平隨音樂信號的大小而

18、上下浮動，此電平作為參考電壓加在電壓比較器的同相端，由同步觸發(fā)脈沖作為計數(shù)信號的A/D轉(zhuǎn)換器。輸出階梯波作為比較電壓加在電壓比較器的反相端，使電壓比較器輸出的電壓高電平的時間與參考電壓成正比，并控制與門打開的時間，以決定放過同步脈沖的個數(shù)去觸發(fā)晶閘管，從而控制燈泡的亮度。由此可見，音樂彩燈控制器大致由以下幾部分組成： 同步脈沖發(fā)生器。 階梯波發(fā)生器。 帶通濾波器和放大器。 精密整流電路。 電壓比較器。2.方案論證（1）同步脈沖發(fā)生器和階梯波發(fā)生器的工作原理及設(shè)計。12V的直流電壓，作為各運算放大器的電源。+12V經(jīng)集成穩(wěn)壓電路W7805穩(wěn)壓后得到+5V電壓，供電平轉(zhuǎn)移電路和各TTL數(shù)字集成電路

19、使用。、的電壓波形VD5是隔離二極管。C1輸出電壓的平均值為+12V，當u4全波整流電壓低于12V時，VD5因反偏而截止，當 u4電壓低波形高于12V時，VD5導(dǎo)通被限幅，所以u4的電壓波形是被削頂?shù)慕迫ㄕ麟娐?。N1、R3、R4組成反相遲滯電壓比較器。二極管VD6的正向?qū)妷篣D作為比較器的參考電壓，R5是VD6的限流電阻。有電路參數(shù)可算出比較器的閥值電壓UTH.設(shè)VD6導(dǎo)通電壓UD=0.7V，運算放大器的正、負飽和輸出電壓，則有將代入上式可得可見閥值電壓UTH只與R3和R4的比值有關(guān)。因為比較器的輸入電壓uB由uA經(jīng)過分壓電阻得到，其值都為正值，為保證比較器可靠翻轉(zhuǎn)，所以必須滿足UT

20、H0這個條件，由此得到如果設(shè)定R3和R4的比值和其中一個電阻值，則UTH1和UTH2即可算出。TW=,按照正弦波變化規(guī)律，可以列出UTH1和UTH2的表達式。其中，Um為變壓二次繞組輸出正弦波峰值電壓。如果設(shè)定的R1和R2比值并把已算出的UTH1和UTH2代入以上公式求出的（）1ms為止。2組成階梯波發(fā)生器。用反饋置零法使CD40163構(gòu)成八進制計數(shù)器。R7R10為權(quán)電阻，如使，就可以使N2輸出的UF為八個臺階的階梯電壓。如設(shè)計數(shù)器Q端輸出高電平為5V，低電壓為0V，那么每個臺階的高度為5V/8=0.625V，為了減輕CD40163的負載，R11的選擇不應(yīng)小于10k。因為計數(shù)器用同步觸發(fā)脈沖作

21、計數(shù)脈沖，所以每個臺階的寬度為10ms。（2）帶通濾波器的工作原理和設(shè)計3和N4分別為低通和高通濾波器。只要這兩種濾波器相串聯(lián)，并且使通頻帶相重疊，就可組成帶通濾波器，其上限截止頻率取決于低通濾波器，下限截止頻率取決于高通濾波器。如果選，其上、下限頻率分別由下式?jīng)Q定是技術(shù)指標給定的已知量，如設(shè)定C7和C9的值，運用以上二式可以很方便地求出R12和R16的值。為了避免自激振蕩，R14/R15和R18/R19的比值均應(yīng)小于2。（3）精密整流器的工作原理和設(shè)計5、N6組成半波精密整流電路。VD8、VD9為整流二極管。當N5的同相輸入端輸入信號為正半波時，VD8導(dǎo)通，使R20形成強烈的負反饋，N5工作

22、在電壓跟隨狀態(tài)，其輸出電壓為正。N6的同相輸入端輸入為負半波時，VD8截止，VD9導(dǎo)通，并通過R21和N6串聯(lián)組成兩級電壓跟隨器使N6輸出為負半波波形，由于運用了理想運放條件，使整流輸出電壓克服了二極管死區(qū)電壓的影響，即使輸入電壓的幅度小于0.7V，只要大于0V，該整流器也可以進行精密整流，音樂信號被整流后，就會在RP上形成音樂信號幅度成正比的負的直流電壓。C11是濾波電容，以減小輸出波形的脈動。VD8、VD9以選用管壓降小的鍺管為宜。R20和R21的作用主要是在輸入正半波時，限制通過VD8流入N6輸出端的電流，因此R20和R21的電阻值應(yīng)選在10k以上。C11和R22起平滑作用以減小輸出波形

23、的脈動，但還必須保證輸出電壓能跟隨輸入音樂信號的變化，所以C11和R22的乘積不能太大。它們的數(shù)值可以在調(diào)試中確定。（4）電壓比較器和同步脈沖控制電路7和V2組成電壓比較器和同步觸發(fā)脈沖控制電路。由N6輸出反映音樂信號大小的負直流電壓的變化要比階梯波的變化緩慢，因此可把uG看成比較器的參考電壓。階梯波uF作為被比較電壓，當時，N7輸出低電壓，V2飽和導(dǎo)通，集電極輸出為高電平，與門打開，同步觸發(fā)脈沖uE通過與門，由射極跟隨器輸出uH去觸發(fā)晶閘管，當階梯波的變化為時，N7輸出高電平，V2截止，其集電極輸出為低電平，與門被封鎖，同步觸發(fā)脈沖通不過，晶閘管截止。由此可見，的大小決定了N7輸出低電平的時

24、間，同時也決定了通過與門同步觸發(fā)脈沖的個數(shù)及彩燈的亮度。、和R23和R26分別為V2和V3的基極偏流電阻和N7的與門輸出端得限流電阻，他們的阻值選擇關(guān)系到電路能否正常工作，R25在V2截止時是與門的接地電阻，要保證相應(yīng)的與門輸入端為低電平，R25應(yīng)小于與門的開門電阻RON。、和的電壓波形圖（5）10mV音樂信號鑒別器的原理與設(shè)計8為電壓放大器，N9為電壓比較器。音樂信號通過耦合電容經(jīng)N8放大后由R31和VD10進行半波整流。當整流輸出負電壓的值高于N9反相端輸入閥值電壓-0.7V時，N9輸出uL為高電平，此時V4飽和導(dǎo)通，并通過R26給V2提供偏流，V2也飽和導(dǎo)通，集電極輸出高電平，與門打開，

25、同步觸發(fā)脈沖連續(xù)通過與門，彩燈全亮。當輸入信號高于10mV時，uL為低電平，V4截止，N7輸出低電平的時間受音樂信號的強弱控制，是彩燈亮度隨輸入音樂信號的大小而變化。由以上分析可知，合理選擇R30和R29的比值，是設(shè)計10mV音樂信號鑒別電路的關(guān)鍵。N9的閥值電壓為-0.7V，使輸入音樂信號高于10mV時，N9翻轉(zhuǎn)使uL為低電平，N8的電壓放大倍數(shù)必須大于70。3.方案實現(xiàn)（1）電源電路元器件選擇1）整流二極管的選擇選擇整流二極管主要有兩項指標，一是流過二極管的平均電流ID(AV),二是二極管所承受的最大反相電壓URM。1VD4每個二極管所承受的最大反相電壓為在全部電路中，九只運放、四只晶體三

26、極管和三塊數(shù)字集成塊，設(shè)每個元件的工作電流都是10mA，則整流器的負載電流為流過每只整流二極管的平均電流為所以選擇整流二極管為1N4001型，其技術(shù)指標為，+5V電源主要供給三片數(shù)字集成塊和四只晶體管，工作電流為700mA，選塑封W7805集成穩(wěn)壓塊，最大輸出電流為1A，輸入電壓可在735V之間變化。2）濾波電容的選擇可用計算法，但比較繁瑣，一般按經(jīng)驗數(shù)值選擇。C1、C2、C3、C5選1000/16V電解電容，C4、C6選0.033/63V的薄膜電容。（2）同步脈沖發(fā)生器和階梯波發(fā)生器電路參數(shù)的計算。1)同步脈沖發(fā)生器電路參數(shù)選擇R5為VD6的限流電阻，如選，,選標稱值為保證N1比較器的閥值電

27、壓UTH為正值，應(yīng)滿足（R3/R4）（0.7/10），如選（R3/R4）=1ms。根據(jù)公式如設(shè)R1/R2=3，并選,代入二上式可得滿足要求。2) 階梯波發(fā)生器電路參數(shù)的選擇 使階梯波發(fā)生器輸出八個臺階的階梯波，4位二進制計數(shù)器的輸出端、應(yīng)接四個權(quán)電阻，他們的阻值應(yīng)滿足，如選則(3)音樂通道電路參數(shù)的計算，帶通濾波器的上、下限截止頻率分別為電路如選擇的是中頻段，根據(jù)技術(shù)指標已知，并設(shè)，可計算出，選標稱值。，選標稱值。2）精密整流器電路參數(shù)的選擇 VD8、VD9為整流管。因在小信號下工作，工作電流不大，但工作頻率較高，所以選擇適合在高頻下工作的接觸型鍺管2AP9型為宜。R20、R21為限流電阻，其

28、值不應(yīng)太小，選R20=R21=10。C11和R22組成濾波電路，以減小整流后的紋波電壓，初選,，最后根據(jù)實際情況在調(diào)試中確定。R25是與門接地電阻，也是V2的集電極負載電阻。要保證在V2截止時，與門的輸入端為低電平，所以R25要小于與門的開門電阻，因此選。在電壓比較器N7輸出低電平時V2應(yīng)飽和導(dǎo)通，其飽和集電極電流，如設(shè)，則飽和基極電流，設(shè)N7輸出低電平為-10V，為使V2可靠飽和必須使基極電流，可算出，現(xiàn)選。R27為電壓跟隨器的射極電阻，其值一般選在以下，現(xiàn)選。（4）10mV音樂信號鑒別電路參數(shù)的計算9的閥值電壓為-0.7V，要使其翻轉(zhuǎn)輸出為低電平，其輸入電壓必須小于-0.7，所以N8的電壓

29、放大倍數(shù)必須大于70倍，如選，則，選標稱值，C12是耦合電容，選。R32為VD11的限流電阻，如選，則，選標稱值。4.安裝調(diào)試注意事項（1）合理安排布局本電路使用元器件較多，裝接設(shè)計布局要合理。（2）分級調(diào)試調(diào)試同步觸發(fā)脈沖發(fā)生器時注意以下兩點：要使滯回電壓比較器可靠翻轉(zhuǎn)，則R3/R41V；4) 波形特征：方波tr10s（1kHz，最大輸出時），三角波失真系數(shù)THD2%，正弦波失真系數(shù)THD1V；（3）波形特征：方波tr10s（1kHz，最大輸出時），三角波失真系數(shù)THD2%，正弦波失真系數(shù)5%。三、設(shè)計要求：（1）調(diào)研，查找并收集資料；（2）總體設(shè)計，畫出框圖；（3）單元電路設(shè)計，進行必要的

30、計算；（4）電氣原理設(shè)計，繪原理圖（用EWB仿真工具繪圖。）；對每一個電路都要進行計算仿真，并分析仿真結(jié)果；(5)列元器件明細表。(6)撰寫設(shè)計說明書（字數(shù)5000左右）。(7)參考資料目錄。四、參考提示一、題目概述本課題針對學(xué)生公寓或賓館等公共用電場所的用電管理情況，設(shè)計一個輸出功率可控制的限電裝置，用電器超過限用電功率，該裝置能自動切斷電源。對于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)出現(xiàn)的超電壓、欠電壓現(xiàn)象，也能夠起到保護作用。二、設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一個限制室內(nèi)用電功率的裝置，要求當室內(nèi)用電功率超過設(shè)定值時，該裝置能自動切斷電路，停止供電。只有當室內(nèi)用電小于設(shè)定值后，才允許電路接通。該裝置還具有防雷擊、超電壓欠電壓保護

31、、來電延時接通等多項保護用電器的功能。三、設(shè)計要求（1）調(diào)研、查找并收集資料。（2）總體設(shè)計，畫方框圖。試提出合理的具體技術(shù)指標，如：延時接通時間（s）、輸入超電壓、欠電壓值（V）、輸出限電值或限電范圍（W）等。（3）單元電路設(shè)計。包括雷擊保護電路。輸入值、欠電壓采樣電路。閾值電平生產(chǎn)電路。輸出功率采樣電路。輸出控制電路。定時電路。內(nèi)部直流電源電路。（4）電氣原理設(shè)計繪原理圖（用Protel繪標準圖）。（5）參數(shù)計算列元器件明細表。（6）印制電路板設(shè)計及工藝設(shè)計（可根據(jù)具體情況不設(shè)計此項）。（7）撰寫設(shè)計說明書（其中包括調(diào)試說明，總字數(shù)3000左右）。（8）參考資料目錄。4設(shè)計提示（2）理解本課題設(shè)計要求，調(diào)研、查找相關(guān)資料。市售的家用電器保護器。常用電壓檢測電路。常用過載檢測電路。常用開關(guān)電路知識。常用電子元器件。（3）雷擊保護電路 一般為不可逆擊穿保護電路，為不使本裝置影響整個電網(wǎng)，應(yīng)在設(shè)計時增加熔斷器。（4）輸入超、欠電壓檢測電路應(yīng)考慮回差電壓，以避免限電器在臨界保護點頻繁通斷（可采用施密特觸發(fā)器充當比較器）。（5）輸出功率采樣電路最好設(shè)計成限電值可調(diào)（也可規(guī)定為輸出功率限定為