模拟电子技术课程设计指导书.docx

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模拟电子技术课程设计指导书

《模拟电子技术》课程设计指导书

《模拟电子技术》课程设计的主要任务是通过解决一个实际问题，巩固和加深在《模拟电子技术基础》课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

课程设计的主要内容包括理论设计、安装与调试及写出设计总结报告等。

其中理论设计又包括选择总体方案、设计单元电路、选择元器件及计算参数等步骤，是课程设计的关键环节。

安装与调试是把理论付诸实践的过程，通过安装与调试，进一步完善电路，使之达到课题所要求的性能指标，使理论设计转变为实际产品。

课程设计的最后要求写出设计总结报告，把理论设计的内容、组装调试的过程及性能指标的测试结果进行全面的总结，把实践内容上升到理论的高度。

衡量课程设计完成好坏的标准是：

理论设计正确无误；产品工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标；电路设计性能价格比高，便于生产、测试和维修；设计总结报告翔实，数据完整可靠等。

一、设计任务

设计一个供电电源为交流220V、50Hz的占空比可调的矩形波、三角波、锯齿波发生器。

主要电路指标要求波形频率为1KHz~10KHz，波形幅值小于12V，其它指标要求尽可能多的信号多样性。

本设计是设计一个完整的信号发生器，单元电路必须包括整流电路、滤波电路、稳压电路、信号发生电路。

设计过程中的硬件电路安装调试借助启动计算机厂有限公司的“模拟电路试验箱”进行，有关可利用单元电路组件、元器件见附录一。

设计完成后要提交课程设计报告。

二、设计的一般步骤

1.选定总体方案，画出方框图；

设计电路的第一步就是选择总体方案。

所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。

由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。

在总体方案设计阶段不涉及具体电路，但涉及系统框图，框图必须正确反映系统方案的基本原理和各组成部分的功能，能清楚表示系统的基本组成和相互关系。

框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。

2．设计单元电路；

每个单元电路设计前都需要明确本单元电路的任务，详细拟订出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。

具体设计时，尽量选择现有的、成熟的电路来实现单元电路功能。

3．选择元器件与计算参数；

为保证单元电路达到功能指标要求，需要用电子技术知识对参数进行计算。

电路参数计算是保证电路达到性能指标的基础和选择元器件的依据。

因电子元器件性能参数的离散性及标称规格分级有限且存在误差，电路组装后必须进行调试，故元器件参数的计算常称为估算。

计算参数的具体方法，主要在于正确运用分析方法，弄清电路原理和用好计算公式。

4．画出并设计总体电路图；

在原理电路设计完成后，应画出总体电路图；在仿真、实验调试后，应绘制正式总体电路图。

绘制的电路图应做到：

布局合理，排列均匀、稀密恰当，图面清晰、美观，比例协调，便于读图、便于理解。

5．电路的安装与调试、确定实际的总体电路等。

一般先用仿真软件进行仿真，仿真通过后，再进行实际电路的安装调试，有利于少走弯路、提高设计速度和效率。

三、课程设计报告格式

报告格式如下，要求课程设计报告手写，仿真电路、波形等可以局部打印。

报告评分

《模拟电子技术》

课程设计报告

波形信号发生器设计

学院名称理学院

专业班级

学生姓名

指导教师

日期年月日

课程设计报告详细内容（参考）

第一部分系统设计

1.1设计题目及要求

1.2总体设计方案

1.2.1（分析题目简述）设计思路

1.2.2（提出）设计方案

1.2.3（各模块）方案论证与比较

第一部分的内容包括：

总体设计方案的设计思路（即课题分析）

分析设计题目及要求，写出总体设计方案的思路。

选择总体方案

满足上述设计功能可以实施的方案很多，现提出以下几种方案：

（1）方案一

①原理方框图或电路图（框图一般不必画得太详细）；

②根据原理方框图写出方案的基本原理或写出原理方框图中各部分的作用。

（2）方案二

（3）对各方案进行可行性分析、比较，选出最佳方案。

分别说明各种方案的功能与特点、实现难易度和性价比，各种方案的优缺点，最后说明本作品选择哪个方案，为什么选择这个方案。

第二部分单元电路设计

2．1××电路

2．1．1××电路及其工作原理或功能说明

2．1．2××电路元件的选取与计算

2．2××电路

2．2．1××电路及其工作原理或功能说明

2．2．2××电路元件的选取与计算

第三部分整机电路

3.1整机电路图

3.2元件清单

（整机电路图与单元电路图元器件的符号、元件清单的符号要一致。

）

第四部分性能测量

4．1实验条件（仿真调试和试验箱）

4.2电路调试

4.2.1测试使用的仪器

4.2.2（各模块功能）指标测试步骤及测量数据

4.2.3故障分析及处理

4.3电路实现的功能和系统使用说明

第五部分课程设计总结

附录一

实验十三整流滤波与并联稳压电路

一、实验目的

1、熟悉单相半波、全波、桥式整流电路。

2、观察了解电容滤波作用。

3、了解并联稳压电路。

二、实验仪器及材料

1、示波器

2、数字万用表

三、实验内容

1、半波整流、桥式整流电路

实验电路分别如图13-1，图13-2所示。

分别接二种电路，用示波器观察V2及VL的波形，并测量V2、VD、VL。

图13-1

图13-2

2、电容滤波电路

实验电路如图13-3

图13-3电容滤波电路

（1）分别用不同电容接入电路，RL先不接，用示波器观察波形，用电压表测VL并记

录。

（2）接上RL，先用RL=lKΩ，重复上述实验并记录。

（3）将RL改为51Ω，重复上述实验。

3、并联稳压电路

实验电路如图13-4所示。

（1）电源输入电压不变，负载变化时电路的稳压性能。

图13-4并联稳压电路

改变负载电阻RL使负载电流IL=lmA、5mA、l0mA分别测量VL、VR、IL、IR，计

算电源输出电阻。

（2）负载不变，电源电压变化时电路的稳压性能。

用可调的直流电压变化模拟220V电源电压变化，电路接入前将可调电源调到

l0V,然后调到8V、9V、llV、l2V，按表13-1内容测量填表，并计算稳压系数。

表13-1数据记录表26

V1

Vl（V）

IR（mA）

IL（mA）

10V

8V

9V

11V

12V

四、实验报告

1、整理实验数据并按实验内容计算。

2、图13-4所示电路能输出电流最大为多少?

为获得更大电流应如何选用电路元器

件及参数?

实验十四串联稳压电路

一、实验目的

1、研究稳压电源的主要特性，掌握串联稳压电路的工作原理。

2、学会稳压电源的调试及测量方法。

二、实验仪器

1、直流电压表

2、直流毫安表

3、示波器

4、数字万用表

三、预习要求

1、估算图14-1电路中各三极管的Q点（设：

各管的β=100，电位器2RP滑动端处

于中间位置）。

2、分析图14-1电路，电阻R2和发光二极管LED的作用是什么?

3、画好数据表格。

图14-1串联稳压电路

四、实验内容

1、静态调试

（1）看清楚实验电路板的接线，查清引线端子。

（2）按图14-1接线，负载RL开路，即稳压电源空载。

（3）在左下角电源电路实验中，接通2-4、7-8、9-12，将输出端1.2V～+15V电源调到9V，接到Vi端，再调电位器2Rp，使Vo=6V，量测各三极管的Q点。

（4）调试输出电压的调节范围。

调节2RP观察输出电压Vo的变化情况。

记录Vo的最大和最小值。

2、动态测量

（1）测量电源稳压特性。

使稳压电源处于空载状态，调可调电源电位器Rf3，

模拟电网电压波动士10%；即Vi由8V变到l0V。

且测相应的ΔV。

根据

计算稳压系数。

（2）测量稳压电源内阻。

稳压电源的负载电流IL由空载变化到额定值IL=100mA，

测量输出电压V0的变化量即可求出电源内阻r0=

时，测量过程，使Vi=9V保持不变。

（3）测试输出的纹波电压。

将图14-1的电压输入端Vi接到图14-2的整流滤波电路输出端（即接通A—a，B—b），在负载电流Il=l00mA条件下，用示波器观察稳压电源输入输出中的交流分量μ0，描绘其波形。

用晶体管毫伏表，量测交流分量的大小。

图14-2

思考题：

A、如果把图14-1电路中电位器的滑动端往上（或是往下）调，各三极管的Q点将如何变化?

可以试一下。

B、调节RL时，V3的发射极电位如何变化?

电阻RL两端电压如何变化?

可以试一下。

C、如果把C3去掉（开路），输出电压将如何?

D、这个稳压电源哪个三极管消耗的功率大?

按实验内容2中（3）的接线。

3、输出保护

（1）在电源输出端接上负载RL同时串接电流表。

并用电压表监视输出电压，逐渐减小RL值，直到短路，注意LED发光二极管逐渐变亮，记录此时的电压、电流值。

（2）逐渐加大RL值，观察并记录输出电压、电流值。

注意：

此实验内容短路时间应尽量短（不超过5秒）以防元器件过热。

思考题：

如何改变电源保护值

4、选做项目

测试稳压电源的外特性。

（实验步骤自拟）

五、实验报告

1、对静态调试及动态测试进行总结。

2、计算稳压电源内阻及稳压系数。

3、对部分思考题进行讨论。

实验十五集成稳压器

一、实验目的

1、了解集成稳压器特性和使用方法。

2、掌握直流稳压电源主要参数测试方法。

二、实验仪器

1、示波器

2、数字万用表

三、预习要求

1、复习教材直流稳压电源部分关于电源主要参数及测试方法。

2、查阅手册，了解本实验使用稳压器的技术参数。

3、计算图15-5电路中电位器的值。

估算图15-3电路输出电压范围。

4、拟定实验步骤及记录表格。

四、实验内容

1、稳压器的测试

实验电路如图15-1所示

图15-1三端稳压器参数测试

测试内容：

（1）稳定输出电压。

（3）电流调整率。

（2）电压调整率。

（4）纹波电压（有效值或峰值）。

2、稳压器性能测试

仍用图15-1的电路，实验直流稳压电源性能。

（1）保持稳定输出电压的最小输入电压。

（2）输出电流最大值及过流保护性能。

3、三端稳压器灵活应用（选做）

（1）改变输出电压

实验电路如图15-2、15-3所示。

图15-2

图15-3

按图接线，测量上述电路输出电压及变化范围。

（2）组成恒流源

实验电路如图15-4所示。

按图接线，并测试电路恒流作用。

图15-4

（3）可调稳压器

①实验电路如图15-5所示

图15-5

LM3l7L最大输入电压40V，输出1.25V～37V可调最大输出电流100mA。

（本实验只加15V输入电压）

②按图接线，并测试:

I、电压输出范围。

II、按实验内容l、测试各项指标。

测试时将输出电压调到最高输出电压。

五、实验报告

1、整理实验报告，计算内容1的各项参数。

2、画出实验内容2的输出保护特性曲线。

3、总结本实验所用两种三端稳压器的应用方法。

实验二十一波形变换电路

一、实验目的

1、熟悉波形变换电路的工作原理及特性。

2、掌握上述电路的参数选择和调试方法。

二、实验仪器及材抖

1、双踪示波器

2、函数发生器

3、数字万用表

三、预习要求

1、分析图21-1电路的工作原理，这种变换电路对工作频率要求如何?

2、定性画出图21-2电路的Va和Vo的波形图

3、设计实验内容3要求的正弦波变方波电路。

4、自拟全部实验步骤与纪录表格。

图21-1方波变三角波

四、实验内容

1、方波变三角波

实验电路如图21-1所示。

（1）按图接线，输入f=500Hz、幅值为士4V的方波信号，用示波器观察并纪录VO的波形。

（2）改变方波频率，观察波形变化。

如波形失真应如何调整电路参数?

试在实验箱元件参数允许范围内调整，并验证分析。

（3）改变输入方波的幅度，观察输出三角波的变化。

2、精密整流电路

实验电路如图21-2所示

图21-2精密整流电路

（1）按图接线，输入f=500Hz有效值为lV的正弦波信号，用示波器观察。

（2）改变输入频率及值（至少三个值）观察波形。

（3）将正弦波换成三角波，重复上述实验。

3、正弦波变方波电路（电路自行设计）

（1）要求方波幅值为士6V频率与正弦波相同。

（2）按设计电路接线，输入f=500Hz、有效值为0.5V的正弦波信号，用示波器观察并与设计要求对照。

（3）改变输入信号的频率和幅值，重复上述实验。

注意:

观察输入与输出信号相位是否一致。

五、实验报告

1、整理全部预习要求的计算及实验步骤、电路图、表格等。

2、总结波形变换电路的特点。