模擬電子線路課程設(shè)計

1、課程設(shè)計目的與要求一、 課程設(shè)計的性質(zhì)、目的與任務(wù)根據(jù)通信、電子、電測等專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)計劃要求，在必修完模擬電子線路課程后，應(yīng)該必修模擬電子線路課程設(shè)計課。其目的是針對本課程所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行的綜合訓(xùn)練，使學(xué)生深入理解已學(xué)的有關(guān)模擬電子線路設(shè)計的基本方法，進(jìn)一步加深和鞏固對課程內(nèi)容的理解和綜合應(yīng)用，提高分析問題和解決實際問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課的課程設(shè)計、生產(chǎn)實踐、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)奠定良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計的先修課程為：電路分析、模擬電子線路二、課程設(shè)計的主要內(nèi)容與要求1函數(shù)信號發(fā)生器2串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源3. 放大器的設(shè)計以上題目僅供參考,任課教師可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇、布置，也可根據(jù)學(xué)生情況自擬題目,以鞏

2、固所學(xué)課程,培養(yǎng)學(xué)生動手能力,以啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力為目的。 三、 課程設(shè)計教學(xué)的基本要求1 教學(xué)基本要求 教師應(yīng)事先準(zhǔn)備課程設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書以及設(shè)計所需要的規(guī)范和有關(guān)資料，在理論設(shè)計階段安排答疑時間，指導(dǎo)學(xué)生。 為加深學(xué)生對設(shè)計要求的理解，可安排學(xué)生查閱一些現(xiàn)有的設(shè)計資料。2 培養(yǎng)要求 通過課程設(shè)計實踐，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、選取設(shè)計方案的能力，培養(yǎng)學(xué)生模擬電路理論設(shè)計的能力，培養(yǎng)學(xué)生實驗、調(diào)試的能力。 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。 培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識綜合運(yùn)用的能力。3 時間安排序號內(nèi)容天數(shù)備注1布置任務(wù)，講課、查閱資料12方案選擇、理論設(shè)計13各單元電路設(shè)計與調(diào)試5.54質(zhì)疑0.5四、 課程

3、設(shè)計考核1 每位學(xué)生上交一份課程設(shè)計報告；2 隨機(jī)抽取20以上的學(xué)生對設(shè)計內(nèi)容質(zhì)疑；3 根據(jù)課程設(shè)計報告、質(zhì)疑成績、課程設(shè)計中的表現(xiàn)，由指導(dǎo)教師按5級記分制評定成績。五、 主要參考資料1模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社2電子技術(shù)課程設(shè)計，北京理工大學(xué)電子電路的一般設(shè)計方法一概述模擬電子線路課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括理論設(shè)計、安裝調(diào)試及寫出設(shè)計總結(jié)報告等。理論設(shè)計包括選擇總體方案、設(shè)計單元電路、選擇元器件及計算參數(shù)等步驟，是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。安裝與調(diào)試是把理論付諸實踐的過程，通過安裝與調(diào)試，進(jìn)一步完善電路，使之達(dá)到課題所要求的性能指標(biāo)，使理論設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H產(chǎn)品。課程設(shè)計的最后要求寫出設(shè)計總結(jié)報告，

4、把理論實際的內(nèi)容、組裝調(diào)試的過程及性能指標(biāo)的測試結(jié)果進(jìn)行全面的總結(jié)，把實踐內(nèi)容上升到理論的高度。二電子電路的一般設(shè)計方法 電子電路的一般設(shè)計方法和步驟是：l 選擇總體方案l 設(shè)計單元電路l 選擇元器件l 計算參數(shù)l 畫出總體電路圖l 進(jìn)行組裝和調(diào)試等由于電子電路種類繁多，千差萬別，設(shè)計方法和步驟也因情況不同而各異，因而上述設(shè)計步驟需要交叉進(jìn)行，有時甚至?xí)霈F(xiàn)反復(fù)。因此在設(shè)計時。應(yīng)根據(jù)實際情況靈活掌握。1 總體方案的選擇設(shè)計電路的第一步就是選擇總體方案。所謂總體方案是根據(jù)所提出的任務(wù)、要求和性能指標(biāo)，用具有一定功能的若干單元電路組成一個整體，來實現(xiàn)各項功能，滿足設(shè)計題目提出的要求和指標(biāo)。 由于符

5、合要求的總體方案往往不止一個，應(yīng)當(dāng)針對任務(wù)、要求和條件，查閱有關(guān)資料，以廣開思路，提出若干不同的方案，然后仔細(xì)分析每個方案的可行性和優(yōu)缺點，加以比較，從中取優(yōu)。在選擇過程中，常用框圖表示各種方案的基本原理。框圖一般不必畫的太詳細(xì)，只要說明基本原理就可以了，但有些關(guān)鍵部分一定要畫清楚，必要時尚需畫出具體電路來加以分析。2 單元電路的設(shè)計在確定了總體方案、畫出詳細(xì)框圖之后，即可進(jìn)行單元電路設(shè)計。設(shè)計單元電路的一般方法和步驟：1）根據(jù)設(shè)計要求和已選定的總體方案的原理圖，確定對單元電路的設(shè)計要求，必要時應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。 2） 擬訂出各單元電路的要求后，應(yīng)全面檢查一遍，確定無誤后方可按

6、一定順序分別設(shè)計各單元電路。3）選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式。一般情況下，應(yīng)查閱有關(guān)資料，以豐富知識、開闊界面，從而找到合適的電路。如確定找不到性能指標(biāo)完全滿足要求的電路時，也可選用與設(shè)計要求比較接近的電路，然后調(diào)整電路參數(shù)。3 畫出總電路圖設(shè)計好各單元電路以后，應(yīng)畫出總電路圖?？傠娐穲D是進(jìn)行實驗和印制電路板設(shè)計制作的主要依據(jù)，也是進(jìn)行生產(chǎn)、調(diào)試、維修的依據(jù)，因此畫好一張總電路圖非常重要。畫總電路圖一般應(yīng)注意信號的流向，盡量把總電路圖畫在同一張圖樣上，電路圖中所有的連線都要表示清楚，電路圖中的中大規(guī)模集成電路，通常用框形表示，若集成電路器件的管腳較多，多余的管腳應(yīng)作適當(dāng)處理。如果電路比較復(fù)雜，設(shè)計者

7、經(jīng)驗不足，有些問題在畫出總體電路之前難以解決?？梢韵犬嫵隹傠娐穲D的草圖，調(diào)整好布局和連線之后，再畫出正式的總電路圖。4 元器件的選擇電子電路的設(shè)計就是選擇合適的元器件，并把它們最好地組合起來。因此在設(shè)計過程中，經(jīng)常遇到選擇元器件的問題，不僅在設(shè)計單元電路和總體電路及計算參數(shù)時要考慮選哪些元件合適，而且在提出方案、分析和比較方案的優(yōu)缺點時，有時也需要考慮用哪些元器件以及它們的性能價格比如何等。選擇元器件必須注意兩個問題。第一，根據(jù)具體問題和方案，需要哪些元器件，每個元器件應(yīng)具有哪些功能和性能指標(biāo)；第二，有哪些元器件實驗室有，哪些在市場上能買到，性能如何，價格如何？體積多大。電子元件種類繁多，新產(chǎn)

8、品不斷出現(xiàn)，這就需要經(jīng)常關(guān)心元器件的信息和新動向，多查資料。1） 一般優(yōu)先選用集成電路2） 選用集成電路時，注意以下幾點：應(yīng)熟悉集成電路的品種和幾種典型產(chǎn)品的型號、性能、價格等，以便在設(shè)計時能提出較好的方案，較快地設(shè)計出單元電路和總電路。選擇集成運(yùn)放，應(yīng)盡量選擇“全國集成電路標(biāo)準(zhǔn)化委員會提出的優(yōu)選集成電路系列”（集成運(yùn)放）中的產(chǎn)品。5 計算參數(shù)在電子電路的設(shè)計過程中，常常需要計算一些參數(shù)。例如，在設(shè)計積分電路時，不僅要求出電阻值和電容值，而且還要估算出集成運(yùn)放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)、差模輸入電阻、轉(zhuǎn)換速率、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流及溫漂，才能根據(jù)計算結(jié)果選擇元器件。至于計算參數(shù)的具

9、體方法，主要在與正確運(yùn)用在“模擬電子線路”課程中已經(jīng)學(xué)過的分析方法，搞清電路原理，靈活運(yùn)用計算公式。對于一般情況，計算參數(shù)應(yīng)注意以下幾點：1） 各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)裕量，以保證電路在規(guī)定的條件下，能正常工作，達(dá)到所要求的性能指標(biāo)。2） 對于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件，計算參數(shù)時應(yīng)按最不利的情況考慮。3） 涉及元器件的極限參數(shù)（例如整流橋的耐壓）時，必須留有足夠的裕量，一般1.5倍左右考慮。4） 電阻值盡可能選在1M范圍內(nèi)，最大一般不應(yīng)超過10 M，其數(shù)值應(yīng)在常用電阻標(biāo)稱值系列之內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電阻的品種。5） 非電解電容盡可能在10

10、0pF0.1F范圍內(nèi)選擇，其數(shù)值應(yīng)在常用電容器標(biāo)稱值系列之內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電容的品種。6） 在保證電路性能的前提下，盡可能設(shè)法降低成本，減少器件品種，減小元器件的功耗和體積，為安裝調(diào)試創(chuàng)造有利條件。7） 應(yīng)把計算確定的各參數(shù)值標(biāo)在電路圖的恰當(dāng)位置。設(shè)計一 函數(shù)信號發(fā)生器一、設(shè)計目的通過該設(shè)計，要求掌握各種波形發(fā)生電路的設(shè)計方法，學(xué)習(xí)如何將各單元電路組合起來完成實際要求的模擬函數(shù)信號源設(shè)計。二函數(shù)信號發(fā)生器及其主要技術(shù)指標(biāo)1通用模擬函數(shù)信號發(fā)生器在測量技術(shù)、計算技術(shù)、自動控制、遙測遙控等領(lǐng)域中，廣泛采用各種類型的信號發(fā)生器，常用的信號有正弦波、矩形波（方波）、三角波和鋸齒波，尤其在小信

11、號的輸出上經(jīng)常使用模擬式函數(shù)信號發(fā)生器。圖1是一種市售的通用模擬式函數(shù)信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)，其工作原理是以三角波產(chǎn)生電路為基礎(chǔ)經(jīng)二極管所構(gòu)成的正弦波整型電路產(chǎn)生正弦波，同時經(jīng)由比較器的比較產(chǎn)生方波。Switch正弦波整形電路三角波產(chǎn)生電路比較器方波產(chǎn)生電路功率放大電路+10V-10V衰減電路圖1 通用模擬函數(shù)信號發(fā)生器2設(shè)計題目及技術(shù)指標(biāo)1） 正弦波、三角波及方波函數(shù)發(fā)生器a.功能：三路信號可同時輸出，且信號連續(xù)可調(diào)b.技術(shù)指標(biāo)：頻率范圍：1 k10k Hz正弦波： Upp=6v三角波：Upp=5 v方波： Upp=14v2）矩形波、鋸齒波函數(shù)發(fā)生器頻率范圍：1 k5k Hz矩形波：Upp=6v，

12、占空比為50%90%鋸齒波：Upp=5v, 斜率連續(xù)可調(diào)3）自擬4 方案選擇方案一：框圖如圖2正弦波電路三角波產(chǎn)生電路方波產(chǎn)生電路圖2 此方案的工作原理是根據(jù)振蕩原理和波形轉(zhuǎn)換原理產(chǎn)生各種不同波形的函數(shù)發(fā)生器。方案二：見圖1所示通用模擬式函數(shù)信號發(fā)生器Switch正弦波整形電路三角波產(chǎn)生電路比較器方波產(chǎn)生電路圖3 方案三：自選四、設(shè)計報告要求1按題目要求設(shè)計電路，畫出電路圖，選擇元器件的型號、標(biāo)稱值和額定值，并計算參數(shù)。2 組裝、調(diào)試設(shè)計電路，擬定設(shè)計步驟測試設(shè)計指標(biāo)，若測試結(jié)果不滿足設(shè)計指標(biāo)，需重新調(diào)整電路參數(shù)，使之達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求。3 寫出設(shè)計、安裝、調(diào)試、測試指標(biāo)全過程的設(shè)計報告。4總結(jié)

13、完成該設(shè)計題目的體會。五、設(shè)計儀器萬用表 晶體管毫伏表直流穩(wěn)壓電源示波器 設(shè)計二 直流穩(wěn)壓電源一設(shè)計目的通過該設(shè)計加深理解穩(wěn)壓電路的工作原理，性能指標(biāo)的實際意義，學(xué)會對具體電路的設(shè)計方法，器件選擇，安裝調(diào)試及指標(biāo)測試，達(dá)到提高工程實踐能力的目的。二電路組成直流穩(wěn)壓電源的框圖如圖4所示，由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)組成。濾波電路整流電路電源變壓器圖4電源變壓器 三設(shè)計題目及技術(shù)指標(biāo)1 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源1）設(shè)計要求l 穩(wěn)壓電路要加有放大環(huán)節(jié)以改善穩(wěn)定性l 輸出電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)l 要加有保護(hù)電路2） 技術(shù)指標(biāo) l 輸入交流電壓 220vl 輸出直流電壓 Vo=915vl 輸出電流

14、 Io300mAl 穩(wěn)壓系數(shù) R00.12 小型晶體管收音機(jī)用穩(wěn)壓電源 技術(shù)指標(biāo) l 輸入交流電壓 220vl 輸出直流電壓 Vo=4.56vl 輸出電流 Io20mAl 輸出紋波電壓 100mv四設(shè)計內(nèi)容及要求1按題目要求設(shè)計電路，畫出電路圖，選擇元器件的型號、標(biāo)稱值和額定值，并計算參數(shù)。2. 組裝、調(diào)試設(shè)計電路，擬定設(shè)計步驟，測試設(shè)計指標(biāo)，若測試結(jié)果不滿足設(shè)計指標(biāo)，需重新調(diào)整電路參數(shù)，使之達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求。3. 寫出設(shè)計、安裝、調(diào)試、測試指標(biāo)全過程的設(shè)計報告。4 總結(jié)完成該設(shè)計題目的體會。五、設(shè)計儀器萬用表 晶體管毫伏表直流穩(wěn)壓電源示波器設(shè)計三 放大器的設(shè)計一設(shè)計目的通過該設(shè)計掌握放大器的基本工作原理，學(xué)會根據(jù)設(shè)計要求選擇總體方案，設(shè)計具體單元電路及各器件的選擇、安裝調(diào)試及指標(biāo)測試，提高綜合應(yīng)用能力。二設(shè)計要求及技術(shù)指標(biāo)設(shè)計要求：設(shè)計一精密放大電路系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入信號為雙端差模小信號，輸出為單端輸出，電路需抑制高頻干擾和噪聲，需有調(diào)零系統(tǒng)。性能指標(biāo)：Av=70120f0=20Hz三設(shè)計方案方案一建議選用運(yùn)算放大器，并采用多級放大電路和有源低通濾波電路，