长 沙 学 院
数电课程设计说明书
20##级光电信息工程专业课程设计任务书（课题一）
系（部）： 电子与通信工程系 专业： 光电信息工程
长沙学院课程设计鉴定表
目 录
摘要.............................................................................. 4
1、 XXXX电路的设计方案............................................................ 4
1.1设计任务与要求............................................................... 4
1.2设计思路与原理............................................................... 4
1.3单元电路设计与参数计算....................................................... 6
1.4 Multisim仿真元器件的选用..................................................... 8
2、XXXX电路的设计与调试
2.1 单元电路原理图与仿真
2.1.1 XXXX单元电路
2.1.2 XXXX单元电路
……
2.2电路Multisim整体仿真结果与调试
3、 Protel原理图的绘制
4、总结与体会.................................................................... 12
参考文献......................................................................... 13
正文请按以上章节顺序来写
（目录必须自动生成）
（正文5号宋体，单倍行距，标题统一3号宋体）
信号发生器（LM324AD）的设计(3号宋体，标题加粗)
摘 要：信号发生器又称信号源或振荡器信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。本文介绍了信号发生器的电路设计和通过Protel99se和 Multisim9软件进行实现与仿真的设计思路与过程。本次课程设计中通过RC桥氏震荡电路来达到输出正弦波的目的，我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。并选用了芯片LM324AD来实现。
关键词：信号；电桥；频率；LM324AD芯片。
1.XXXX电路的设计方案（1级标题4号宋体，下同）
1.1 设计任务与要求（2级标题小4号宋体，下同）
1、设计一个能输出正弦波，矩形波，三角波的信号发生器；周期可调，幅度可调。
2、 应用Protel99se和 Multisim9软件进行实现与仿真，并用Protel99se画PCB。
1.2 设计思路与原理
1.2.1方波产生电路 
图1 方波产生电路工作原理图（每张图下面必须有图标题）
（a）电容器C充电情况 （b）电容器反向充电情况 （c）输出电压与电容器电压波形图
电路组成如图2(a)所示，它是在迟滞比较器的基础上．增加了一个内Rf、C组成的积分电路，把输出电压经Rf、C反馈到比较器的反相端、在比较器的输出端引入限流电阻R和两个背靠背的双向稳压管就组成了一个如图2(a)所示的双向限幅方波发生电路；由图可知，电路的正反馈系数F为：
1.2.2.三角波产生电路
用集成运放的积分电路代替矩形波产生电路的RC电路(略加改进)即可形成。它的电路图如图3所示：它的前级集成运放组成滞回比较电路，后级组成积分电路。它可同时产生方波(前级集成运放产生)和三角波（后级集成运放产生）。三角波的电容充放电时间相等，若电容的充放电时间不等而且相差很大，便产生锯齿波。
图1 方波产生电路工作原理图
1.2.3. 三角波变换成正弦波电路
滤波法：在三角波为固定频率或频率变化很小的情况下，可以采用低通滤波的方法，将三角波变换为正弦波。三角波电压利用傅立叶级数展开
其中Um为三角波的幅值。只要低通滤波器的上限截止频率小于基波的三倍频，即得到频率等于基频的正弦波。
1.3单元电路设计与参数计算
1.3.1.LM324AD芯片
表1 LM324AD主要技术参数
1.3.2方波各种参数计算
方波的周期：
方波的频率:
1.3.3正弦波各种参数计算
由图1有： 
图4 RC串并联选频网络的频率响应
1.3.4三角波各种参数计算
三角波的幅值u0为:
三角波的频率f为:
1.4.Multisim仿真元器件的选用
表2 LM324AD主要技术参数
2、 XXXX电路的设计与调试
2.1 单元电路原理图与仿真
2.1.1 XXXX单元电路
2.1.2 XXXX单元电路
……
2.2电路Multisim整体仿真结果与调试
3、 Protel原理图的绘制
4、总结与体会
2.1
图4 电路工作原理
2.2 Multisim仿真输出波形
图5 电路工作原理
2.3.信号发生器产生波的周期和频率
图5 电路工作原理
图5 电路工作原理
由上图可知:正弦波的频率和幅值f=142.545HZ——1KHZ；U=50mV——40.9V
方波的周期和频率分别为: f=142.545HZ——4.35KHZ; U=50mV——40.9V
三角波的周期和频率分别为: f=142.545HZ——4.35KHZ; U=50mV——40.9V
2.4. RC振荡器的频率稳定性分析
在RC桥式振荡器中振荡频率决定于BC选频网络的参数。这一结果是振荡放大器在理想的情况下得出的。即放大器的输入阻抗无穷大，输出阻抗等于零。但实际的理想放大器是不存在的， 也就是说，实际情况下，选频网络中的RC参数还应包含放大器输入输出阻抗的因素。RC参数值的变化和放大器工作状态的变化，都可能对频率稳定性产生影响。因此，要使振荡频率稳定，除了在选频网络中选用稳定的RC元件外，还应该提高放大器的放大倍数，加深放大器的负反馈，从而使放大器工作稳定、输入阻抗提高、输出阻抗降低。
为了解决上述这些问题，在实际的振荡电路中，RC选频网络的元件可采用金属膜电阻、聚苯乙烯电容等温度特性好的元件；放大器采用多级放大电路；输入级采用输入阻抗高的场效应管或用复合三极管，并在输入级引进自举电容，其目的是提高输入阻抗；在输出级用电压服随器，以降低输
出阻抗。
3.应用Protel软件对该电路进行制PCB板
首先，设计好的电路要在Multisim9 里面仿真通过，然后在Protel里面将仿真通过的电路图画出来，定义好封装，再进行电气检查，通过后再创建网络表，再在PCB制板中引入网络表制板，布线等。
在Protel中的原理图：
图5 电路工作原理
4.总结与体会
本课程设计的任务和目标是实际设计一个信号发生器，并在电脑上用MULTISIM 软件模拟实现和用Protel99se软件进行PCB设计，从而加深对知识的理解和综合利用，提升自己的实践能力，并掌握一些通用的电子设计和仿真软件。通过查寻资料、方案比较以及设计计算、制作调试、撰写总结报告等环节的基本训练，进一步提高分析解决实际问题的能力。通过初步了解产品研发的基本程序、方法，掌握一定的光电产品设计制作的技能。整个设计过程中，我个人感觉选择方案部分是最难的，当你设计的电路能调节频率时却牺牲了调节幅度，当能完成两者兼容的方案时调节范围又变得极其窄了，因此我们必须要有广阔的知识面，能把一些电路组装的能力。其次是调试部分，因为理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧！还有实际操作中成本的估算和实际可用性也是我们必须考虑的一个方面，所以我们在以后学习和工作中必须有这一方面的意识，这样我们的设计才会得到认可。在制作PCB时，我们查阅了大量的资料，最后我们总结出：首先是要画出Protel99se原理图，连线必须正确和不能有虚连；其次是元器件的封装问题，这是一个非常繁琐的工作，因为我们并不知道封装的知识，然而我们经过上网学习，查阅各种器件封装、型号，最终全部完成；第三，是要生成网络表，这个并不难，只要你连线正确就OK；第四，是要在PCB文件中导入网络表，这时它会提醒你有那些错误，当时我们的稳压器件出现了错误，经过漫长的查找才知道是管脚的名字错误，最终这一步我们也完成了；第五，我们只需点击Execute按键就完成导入PCB；最后就剩下元器件的布局问题。当我们花了近四个小时的工作完成作品后，拿给老师看时，老师却说我们设计的PCB是假的!为什么，当时我们非常的郁闷，我们以为是电路图错了?最后我们才明白，在我们没学的情况下能制作出PCB板是相当困难的，因此老师误解我们的PCB是假的也就理所当然了。
参考文献
[1] 高吉祥、唐朝京．全国大学生电子设计竞赛培训系列教程．电子工业出版社，2007.5
[2] 将卓勤 邓玉元．MULTISIM 2001及其在电子设计中的应用．西安电子科技大学出版社，2003
[3] 曹丙霞、赵艳华．Protel99se电路原理图与PCB设计及仿真．电子科技大学出版社，2007.5
[4] 康华光．电子技术基础模拟部分(第五版) 高等教育出版社, 2006.1
[5] 王斌．模拟电子技术实验与课程设计 东南大学出版社 2007.9
第二篇：数电课程设计模板(参考)
课程设计任务书
学生姓名： 专业班级： 通信1002
指导教师： 付 琴 工作单位： 信息工程学院
题 目: 多功能数字钟的设计与实现
初始条件：
电子技术基础知识、电子技术实验室
要求完成的主要任务:
1. 电路原理说明以及原理图的设计
2. 印刷版图的制作
3. 设计电路的仿真，并给出仿真结果及分析，并做实物
4. 设计报告的撰写
时间安排：
指导教师签名： 20##年 6月7日
系主任（或责任教师）签名： 20##年 6月 7 日
目 录
摘 要... I
Abstact I
1引言... 1
2设计方案... 1
3电路原理... 1
3.1中值滤波器的基本原理... 2
6总结... 3
7参考文献... 3
摘 要
本文主要介绍了基于MATLAB的二维信号滤波器的设计，先写了中值滤波器的基本原理以及编写了基于MATLAB的中值滤波器代码，并做了仿真，然后写了二维信号的低通滤波器的设计，分别编写了理想低通滤波器的MATLAB代码和巴特沃斯低通滤波器的MATLAB代码，最后简要介绍了二维信号高通滤波器。
Abstact
This paper introduces two-dimensional signal based on MATLAB filter design, first wrote a median filter and the preparation of the basic principles of MATLAB based on the median filter code, and has done a simulation, and then wrote a two-dimensional signal low pass filter design, respectively, to prepare an ideal low-pass filter MATLAB code and Butterworth low-pass filter MATLAB code, and finally brief two-dimensional high-pass filter signal.
1引言
数字信号广泛应用于通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域。信息是通过各种各样的信号传递的，携带者不同信息的不同信号之间可能互相叠加，并且信号在传递过程中不可避免地受到噪声的干扰。因此，如何采用数字方法从嘈杂的信号中提取所需信号，是数字信号处理的基本任务，即数字信号处理是对信号进行提取、存储、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理。而滤波器的作用正式出去不需要的背景噪声、消除干扰、频带划分、信号频谱成型。
2设计方案
MATLAB软件由美国Math Works公司于1984年推出，经过不断的发展和完善，如今己成为覆盖多个学科的国际公认的最优秀的数值计算仿真软件。MATLAB具备强大的数值计算能力，许多复杂的计算问题只需短短几行代码就可在MATLAB中实现。作为一个跨平台的软件，MATLAB已推出Unix、Windows、Linux和Mac等十多种操作系统下的版本，大大方便了在不同操作系统平台下的研究工作。
3电路原理
由于图像在摄取过程中受到摄取器件、周围环境等影响，会使摄取到的图像中含有噪声。噪声通常是随机产生的,因而具有分布和大小的不规则性。为了使图像更逼真,需要进行图像去噪。去噪也就是滤波,通常可分为线性滤波和非线性滤波两类，使用的方法有领域平均法、模板法、多图像平滑法、中值滤波法等。由于前3种方法在滤除噪声的同时也会影响图像的边界和细节，而中值滤波算法在此方面具有优越性，因此而得到了更广泛的应用。
图像的噪声是影响人眼观察的最直接、最有害和最关键的问题。如何使图像在终端画面上保持显示图像的各类信息,并得以加强，又适合于人眼观察，并合理消除大量的噪声，一直是图像处理研究领域进行的主要课题之一。
3.1中值滤波器的基本原理
3.1.1
通常，二维情况下的中值滤波可定义为：
(1)[微软用户1]
式中:W为平面窗口尺寸;m为窗口水平尺寸;n为窗口垂直尺寸;
为被处理的图像平面上的一个像素点,坐标为(i,j); 
为以为中心、窗口W所套中范围内像素点灰度的中值,即中值处理的输出值; 
为二维数据串的序号。
图1 不同窗口大小的中值滤波结果[微软用户2]
4
6总结
通过本次MATLAB课程设计，我巩固了课堂理论学习，并能用所学理论知识正确分析数字信号处理的基本问题和解释数字信号处理的基本现象。掌握了中值滤波器、理想滤波器、巴特沃斯滤波器设计方法和步骤。
7参考文献
[1] Vinay K.Ingle主编：《数字信号处理及其MATLAB实现》，电子工业出版社，1998年出版。
[2] Sanjit K. Miltra主编：《Digital Signal Processing Laboratory Using Matlab》，McGraw-Hill出版社，20##年出版。
[3] 刘泉主编：《数字信号处理原理与实现》，电子工业出版社，2005出版
[4] 陈怀琛主编：《MATLAB及在电子信息课程中的应用》，电子工业出版社，20##年出版
[5] 郭仕剑主编：《MATLAB7.X数字信号处理》，人民邮电出版社，20##年出版
附件6：
本科生课程设计成绩评定表
指导教师签字：
2012年7月 13 日
[微软用户1]公示统一排号
[微软用户2]图号、图题要加上