电子实验指导书初稿7.docx
- 文档编号:28228914
- 上传时间:2023-07-09
- 格式:DOCX
- 页数:37
- 大小:452KB
电子实验指导书初稿7.docx
《电子实验指导书初稿7.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子实验指导书初稿7.docx(37页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电子实验指导书初稿7
第6章电子技术课程设计
6.1课程设计的任务与基本要求
电子技术课程设计的任务:
通过设计题目的完成提高学生在电子技术方面的实践技能,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力,熟悉电子电路设计的基本思想方法和程序。
电子技术课程设计的基本要求:
一、掌握电子电路设计的基本过程和思想方法,设计的基本过程是:
1、根据设计任务和指标初选电路模型,即方案设计。
2、参数设计计算。
3、确定详细的电路方案。
4、选测元器件。
5、组装、调试、改进电路。
6、确定最后电路并写出总结报告。
基本思想方法:
首先将所设计电路分解为不同功能电路的组合,然后设计实现各功能电路。
实现各功能电路的思想方法是选用功能电路。
第三步是进行功能电路的参数设计计算和功能电路之间联接的实现。
二、培养一定的自学能力和分析、解决问题的能力。
学会分析、解决问题的方法,对设计中遇到的问题能通过独立思考,查阅工具书、参考文献找到答案。
三、学会一定的动手能力和操作技能。
学会元器件的识别、测试、使用技能,学会用面包板组装电路的技能,掌握电路试验、测量技能、电子仪器使用技能。
四、熟悉典型集成块的使用。
集成块的种类很多,应用非常广泛,在课程设计中不可能一一应用。
我们仅以应用最广泛的运算放大器、BE555定时器集成计数器、集成触发器、集成门电路为例,通过这些集成块的应用,掌握集成电路的使用方法、特点、注意事项。
五、进一步熟悉掌握典型功能电路的设计方法。
如时序电路的设计,单级放大电路的设计等。
6.2电子电路设计的基本过程与思想方法
电子系统设计的最终目标是做出生产样机或定型产品,整个过程大致可分为以下几个阶段:
1、方案设计
根据设计任务书给定的要求和指标,进行电路的型式设计。
完成该部分任务的思想方法:
首先将总体电路分解为不同功能电路的组合。
尽可能大量查阅参考资料和文献,广泛调查研究,寻找在实际中已获得应用,证明是可靠、先进的各种功能电路。
然后进行组合,最终寻找出最佳电路型式。
在绝大多数情况下,虽然你所设计的是一个全新的产品,但构成该产品的各功能电路通常是已有的。
如果你需要某种新的、目前尚不存在的功能电路,这时,你必须进行这种功能电路的原理设计,这要求较高的技巧和水平,是一种发明创造。
所以在电路型式设计时,首先将所设计电路分解为功能电路,然后选用功能电路,设计功能电路的有机组合方法。
在选用达不到要求时,再考虑进行全部或部分功能电路的设计。
2、电路参数的设计计算
电路型式确定以后,只是实现了所要求的功能,并没有实现具体的性能指标。
必须进一步进行电路结构的详细设计,以及元器件的选用和参数的设计计算。
在进行该步工作中,有可能发现电路型式设计的不合理,这时须对电路型式进行修改。
3、元器件的购置与测试
要将你设计的电子电路变成一个电子装置,必须购置到全部元器件。
有时,由于某些原因,可能某些元器件无法得到或性能参数达不到要求,这时你必须修改设计。
4、样机制作及调试
这一步要完成构件的加工,元器件的组装,进行整机调试、指标测试,根据测试结果进行方案调整和参数调整。
最后做出符合要求的样机。
课程设计中此步是用面包板搭接电路,不做外壳和印刷电路板等。
5、工艺设计
根据产品的批量和其他因素,设计出该电子装置的制造工艺。
课程设计不进行这一步工作。
6、总结鉴定,形成所需要的全部文件资料
这一步工作是提交该产品鉴定、生产、维修、使用等所必须的各种文件。
如:
原理图、接线图、元器件明细表、工艺要求、试验、检验方法、使用、维护须知等。
课程设计中,要求每一位同学必须提供元器件明细表、原理图、接线图、电路分析及参数设计计算报告,实验结果与数据等。
下面通过一个例子说明电子电路设计的过程与思想方法。
温度、湿度显示、报警、控制电路的设计:
1.首先可以将该电路分解为以下几部分功能电路:
1温度检测电路
2湿度检测电路
3温度控制电路
4湿度控制电路
5温度显示、报警电路
6湿度显示、报警电路
2.广泛查阅资料,寻找每个功能电路的最佳电路型式,并设计出各功能电路之间的联接方式。
3.决定电路的详细结构,进行电路参数的设计计算。
4.选购、测试元器件。
5.制作样机电路,进行调试、改进。
6.工艺设计。
7.整理并完成全部文件资料。
由以上所述可见,一个电子装置的设计、试制过程是比较复杂的,而且往往需要多次反复。
我们在进行课程设计时受到时间、资金、设备的限制,不可能使同学们参加所有环节的训练。
从某种意义上讲,课程设计只是实验室的模拟练兵。
要真正做出商业产品比较困难。
我们认为可以把前五步以及每一步的分析总结报告作为训练的重点。
6.3非电专业电子技术课程设计题目
题目一电平显示电路
一、设计内容:
设计两个电平显示电路,分别用发光二极管显示—5V——+5V和0V——10V两种电压信号。
当电压较低时,发光二极管的个数较少,当电压较高时,发光二极管的个数较多。
用八个发光二极管指示电平的高低。
二、任务与要求:
1.完成电路设计,画出原理图。
2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。
3.画出接线图,完成电路联接并进行演示。
4.写出总结报告。
三、提示:
可由集成运算放大器构成该电路。
题目二六十进制秒计时器
一、设计内容:
能对秒信号进行六十进制计数,并用LED显示。
二、任务与要求:
1.完成电路设计,画出原理图。
2.写出设计过程和电路原理分析报告。
3.画出接线图,完成计数器的设计并进行演示。
4.写出总结报告。
三、提示:
1.脉冲信号可用石英晶体振荡器和分频器产生,也可用555定时器产生。
2.计数器可选用同步计数器,如74LS160。
题目三晚会彩灯控制
一、设计内容:
某晚会用红绿黄三组彩灯采光,三组灯亮的顺序为:
红灯亮→绿灯亮→黄灯亮→全亮→全暗→红灯亮→……重复以上过程。
试用J—K触发器设计该时序电路,实现对三组彩灯的控制。
二、任务与要求:
1.完成电路设计,画出原理图。
2.写出电路设计过程及原理分析报告。
3.画出接线图,接线并进行电路功能演示。
4.写出总结报告。
三、提示:
1.可用数字学习机提供脉冲信号。
2.红灯、绿灯、黄灯分别用红、绿、黄发光二极管代替。
3.J—K触发器采用74LS112。
题目四窗口比较、指示器
一、设计内容:
该窗口比较电路有上限电压Vu,下限电压Vl,输入电压为Vt,当Vl 当Vt 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,进行接线和电路功能演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.该电路可由运放741和555定时器电路实现。 2.窗口宽度及电平值可调。 本设计中设: Vl=6VVu=8V 题目五三角波发生器 一、设计内容: 设计一三角波发生器,频率2000Hz,正负峰值相等,分别为±6V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,用示波器观察波形,并测量频率和峰值。 4.写出总结报告。 三、提示: 可由集成运放完成该电路。 题目六锯齿波发生器 一、设计内容: 设计一锯齿波发生器,频率2000Hz,上升边占总周期的3/4,下降边占总周期的1/4,幅值为±6V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,用示波器观察波形,并测量频率和峰值。 4.写出总结报告。 三、提示: 可由集成运放完成该电路。 题目七频率和占空比可独立调节的方波发生器 一、设计内容: 设计一方波发生器,频率和占空比可独立调节,频率调节范围400Hz—4000Hz,占空比调节范围1%—99%,峰值电压为±6V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,用示波器观察波形,并测量频率和峰值。 4.写出总结报告。 三、提示: 可由运放741完成该电路。 题目八多音门铃 一、设计内容: 按不同的键,该电路可产生不同的音调。 其振荡频率分别为1000Hz、2000Hz、3000Hz、4000Hz,信号幅值为±6V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示并测量信号的频率和峰值。 4.写出总结报告。 三、提示: 可由集成运放完成该电路。 题目九火警音响电路 一、设计内容: 音频信号的频率发生周期性变化,将产生变化的声调,从而产生各种音响效果。 要求音频信号的波动频率为0.7Hz~14Hz,音频信号的频率范围为870Hz~8700Hz,占空比40%,信号幅值为+10V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.火警信号的频率波动规律 音频信号的频率按锯齿波规律线性变化,控制NE555的5脚可产生此种效果。 2.可用两片NE555或运放与555实现。 题目十救护车音响电路 一、设计内容: 音频信号的以两个不同频率产生振荡。 低频700Hz,高频1400Hz,波动频率为0.9Hz~14.4Hz,信号幅值为+10V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 可用NE555实现该电路。 题目十一警车音响电路 一、设计内容: 音频信号的频率按三角形的规律变化,即音频信号的频率线性增大,然后再线性减小,如此不断重复,将产生警车音响效果,要求音频信号的波动频率为0.7Hz~14Hz,音频信号的频率范围为800Hz~8000Hz,信号幅值为+10V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 可用运放和NE555完成该电路。 题目十二长延时电路 一、设计内容: 电路被触发后即输出高电平,该电平可维持很长时间,且可调节。 延时时间到后电路恢复初始状态。 设计该电路,设延时时间为30分钟。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.可用发光二极管指示延时信号。 2.可用NE555级联实现长延时。 题目十三压控占空比电路 一、设计内容: 方波的振荡频率为1000Hz,占空比调节范围5%—95%,峰值电压为±10V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,用示波器观察波形。 4.写出总结报告。 三、提示: 可调直流电压与锯齿波电压输入比较器,可产生不同占空比的方波信号。 题目十四串联式晶体管稳压电源 一、设计内容: 设计一串联式晶体管稳压电源。 输入电压变化范围200V~230V,负载电流0~500mA,输出电压及其稳定度为10V±0.5V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理及参数设计计算报告。 3.完成电路接线,演示电路功能。 4.写出总结报告。 三、提示: 变压器用自耦调压器代替。 题目十五生产工艺过程控制 一、设计内容: 某生产工艺流程分几个阶段,假设各阶段的进入都由时钟脉冲控制。 四项工艺为加热、加压、喷氧、吹粉。 分别用四个触发器A、B、C、D控制。 设计该工艺流程的控制电路。 工艺流程如下图 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.脉冲信号由数字学习机提供。 2.四项工艺分别用四个发光二极管表示。 题目十六电阻阻值选择器 一、设计内容: 有一待测电阻RX,RN是给定的标准电阻。 电路的功能是用发光二极管及音响指示RX的阻值,若RX>1.05RN,D1亮,发出500Hz音响信号。 若RX<0.95RN,D2亮,发出2000Hz音响。 若0.95RN 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行电路功能演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 可用运放实现该电路。 题目十七压控三角波发生器 一、设计内容: 设计一个压控三角波发生器,频率范围1000Hz——3000Hz,正负峰值相等,分别为±6V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,用示波器观察波形,并测量频率和峰值。 4.写出总结报告。 三、提示: 可由集成运放完成该电路。 题目十八自动循环程序式定时电路 一、设计内容: 电路有四路单独的延时输出信号。 四路延时信号相继触发。 前一路延时信号的结束启动后一路延时信号。 四路的延时时间分别为2S、1S、3S、4S。 电路可以实现启动、停止。 电路启动后即自动循环。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,进行接线,并演示电路功能。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.每路延时信号用发光二极管表示。 2.可用NE555实现该电路。 题目十九自动调光电路 一、设计内容: 改变可控硅的导通角,要改变交流电压的大小。 设计一电路,使双向可控硅的导通角在 30 ~180 连续可调。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,进行接线,并演示电路功能。 4.写出总结报告。 三、提示: 可用单结晶体管和双向可控实现该电路。 题目二十最简单的电子琴电路 一、设计内容: 设计一多谐振荡器电路,按不同的键,振荡器发出幅值不变但频率不同的声调。 设振荡频率分别为100Hz、300Hz、500Hz、700Hz、900Hz、1100Hz、1300Hz、1800Hz,信号幅值为10V。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成电路接线,调试电路,直至声音悦耳为止。 4.写出总结报告。 三、提示: 可用555电路实现该电路。 6.4电专业电子技术课程设计题目 题目一数字时钟电路 一、设计内容: 设计一个数字时钟电路,可以显示时、分、秒;时钟以十二小时为一个周期,具有校时功能,可以对时、分和秒单独校时。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.为了设计的稳定性和准确,由石英晶体振荡电路提供时间基准信号 2.计数器可选用同步计数器,如74LS160。 题目二汽车尾灯控制电路 一、设计内容: 汽车尾部左右两侧各有三个指示灯,由K1.K2两个开关控制。 灯的亮灭顺序要求见下表。 试用与非门和D触发器设计一控制电路。 K1K2 运行状态 对指示灯的要求 00 正常运行 六灯均亮 01 右转 右侧三灯自左向右巡回电亮 10 左转 左侧三灯自右向左巡回电亮 11 停车 六灯同步闪烁 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.脉冲信号由数字学习机提供。 2.六个指示灯可用六个发光二极管代替。 题目三交通信号灯控制 一、设计内容: 设有一十字路口如下图所示,南北方向由指示灯L1,L1’,L2,L2’指示。 东西方向由指示灯L3,L3’,L4,L4’指示。 其中L1.L2.L3.L4为绿灯。 L1’、L2’、L3’、L4’为红灯。 当南北方向刚放行时,减法计数器S1显示45,S2显示50并开始减法计数。 同时南北方向绿灯亮、东西方向红灯亮。 当S1计数到5时,绿灯开始闪烁。 当S1显示0时,绿灯灭,红灯亮,此时东西方向数字为5。 在东西方向的数字显示从5到0时,期间S1无显示,但红灯亮。 当东西方向的数字显示为0时,东西方向红灯灭,绿灯亮,南北方向红灯仍亮,南北方向的数字显示为50,东西方向置数45。 然后重复以上过程。 二、任务与要求: jo 红、绿信号灯分别用红、绿发光二极管代替。 题目四电子密码锁 一、设计内容: 设计一个电子密码锁,其密码为四位二进制代码,当输入代码与密码一致时电子密码锁被打开,当输入代码与密码不一致时电子密码锁发出报警信号,报警时间设定为一分钟。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路设计过程及原理分析报告。 3.画出接线图,接线并进行电路功能演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 可用发光二极管来代替密码锁,设电路输出高电平是密码锁开启,否则报警。 题目五火灾报警电路 一、设计内容: 当温度超过1000C时产生火灾报警,发出音频报警信号的频率按锯齿波的规律周期性变化,范围为870-8700HZ,音频信号的频率占空比为40%;同时用发光二极管模拟闪光报警。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.音响电路可用555定时器实现。 2.传感器可采用Pt100或半导体传感器。 题目六数字温度计 一、设计内容: 对大气温度进行数字显示,灵敏度为10mV/0C。 二、任务与要求: 1.完成电路设计,画出原理图。 2.写出电路原理分析及参数设计计算报告。 3.画出接线图,完成接线,进行演示。 4.写出总结报告。 三、提示: 1.显示电路用ICL7107和共阳数码管显示。 2.传感器可采用Pt100或半导体传感器。 题目七电冰箱电压保护器 一、设计内容: 要求当电网电压>240V或<180V时,能自动切断电源,电冰箱停止工作,防止电压过高或过低而烧坏电冰箱的压缩机,当电网电压恢复正常后电冰箱再工作。 二、任务与要求: 1.运用状况显示电路: 要求当电压正常时绿灯亮,当电压>240V时红灯闪亮,当电压<180V时黄灯闪亮; 2.执行部分: 要求当电网电压>240V时或<180V时,延时3-4秒切断电源,防止执行机构误动作;当电网电压恢复正常时,延时1-3分钟后电冰箱再工作,防止压缩泵内压力高使电机过载而烧坏。 三、提示: 1.电压比较器部分: 可采用双运算放大器LM358。 2.运用555定时器和继电器设计一个延时执行机构。 题目八低频功率放大器 一、设计内容: 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。 二、任务与要求: 1.在放大通道在正弦信号输入电压幅度为(5-700)mV,等效负值载电阻Rf=8Ω下,放大通道应满足: a、额定输出功率PoN≥10W; b、带宽BW≥(50-1000)HZ; c、在PoN下和BW内的非线性失真系数≤3%; d、在PoN下的效率≥55%; e、在前置放大级输人端交流短路接地时,RL=8Ω上的交流声功率≤10mV。 2.自行设计并制作满足设计要求的稳压电源。 第7章表面贴装技术(SMT)实习指导 电子系统的微型化和集成化是当代技术革命的重要标志,也是未来发展的重要方向。 日新月异的各种高性能、高可靠、高集成、微型化、轻型化的电子产品正在改变我们的世界,影响人类文明的进程。 安装技术是实现电子系统微型化和集成化的关键。 20世纪70年代问世,80年代成熟的表面安装技术(SurfaceMountingTechnology简称SMT),从元器件到安装方式,从PCB设计到连接方法都以全新面貌出现,它使电子产品体积缩小,重量变轻,功能增强,可靠性提高,推动信息产业高速发展。 SMT已经在很多领域取代了传统的通孔安装(ThroughHoleTechnology简称THT),并且这种趋势还在发展,预计未来90%以上产品将采用SMT。 通过SMT实习,了解SMT的特点,熟悉它的基本工艺过程,掌握最基本的操作技艺是跨进电子科技大厦的第一步。 7.1SMT简介 7.1.1THT与SMT 图7.1是THT与SMT的安装尺寸比较,表7.1是THT与SMT的区别,图7.2和7.3是THT与SMT安装的线路板实例。 表7.1THT与SMT的区别 年代 技术缩写 代表元器件 安装基板 安装方法 焊接技术 通孔 安装 20世纪 60~70年代 THT 晶体管,轴向引线元件 单、双面PCB 手工/半自动插装 手工焊浸焊 70~80年代 单、双列直插IC,轴向引线元器件编带 单面及多层PCB 自动插装 波峰焊,浸焊,手工焊 表面 安装 20世纪80年代开始 SMT SMC、SMD片式封装VSI、VLSI 高质量 SMB 自动贴片机 波峰焊,再流焊 图7.1THT与SMT的安装尺寸比较 图7.2THT的安装实例 图7.3SMT的安装实例 7.1.2SMT主要特点 1.高密集性SMC、SMD的体积只有传统元器件的1/3~1/10左右,可以装在PCB的两面,有效利用了印制板的面积,减轻了电路板的重量。 一般采用了SMT后可使电子产品的体积缩小40%~60%,重量减轻60%~80%。 2.高可靠性SMC和SMD无引线或引线很短,重量轻,因而抗振能力强,焊点失效率可比THT至少降低一个数量级,大大提高产品可靠性。 3.高性能SMT密集安装减小了电磁干扰和射频干扰,尤其高频电路中减小了分布参 数的影响,提高了信号传输速度,改善了高频特性,使整个产品性能提高。 4.高效率SMT更适合自动化大规模生产。 采用计算机集成制造系统(CIMS)可使整 个生产过程高度自动化,将生产效率提高到新的水平。 5.低成本SMT使PCB面积减小,成本降低;无引线和短引线使SMD,SMC成本降低,安装中省去引线成型、打弯,剪线的工序;频率特性提高,减少调试费用;焊点可靠性提高,减小调试和维修成本。 一般情况下采用SMT后可使产品总成本下降30%以上。 7.1.3SMT工艺简介 S
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子 实验 指导书 初稿
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)