模拟电子技术

课程设计报告

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  指导教师：             

  成    绩：                         

                  

目录

课程设计概述----------------------------------------- 3

课程设计任务----------------------------------------- 4

设计的具体实现--------------------------------------- 5

心得体会---------------------------------------------- 12

模拟电子技术课程设计报告

一、课程设计概述

     一、课程设计的任务和目的

 学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知 识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路 设计、研发电子产品打下良好的基础。

      二、课程设计的基本要求

 1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计 算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。

 2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。包括：学会自己分析解决问题的 方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一 般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地 进行分析，进而做出恰当的评价。

3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。

4、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。

5、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步 建立正确的生产观、经济观和全局观。

 6，要求完成实物制作和设计报告，设计报告格式符合要求。

二、课程设计任务

一．课题概述

课题一：

窗口电压检测电路

设计一个窗口电压检测电路，电压检测范围为4-8V（可根据需要调整电压检测范围），当输入电压在检测范围内用示波器检测输入端的波形，与检测范围外的波形进行比较。

课题二：

温度报警系统

 设计一个具有温度检测、放大与报警功能的温度检测系统。用负温度系数热敏电阻器作为温度传感器检测加热装置（实验中的加热装置可用一个100Ω/2W的电阻R模拟）的温度，将装置R的温度控制在一定的范围内。

二．课题的作用与目的

1.窗口电压检测电路

（1）.掌握窗口比较器的主要性能和特点。

（2）.学会窗口比较器的设计方法。

（3）.掌握窗口比较器的调试方法。

2.温度报警系统

（1）.学习电桥在温度信号采集中的应用，掌握由双臂电桥和差分输入集成运算放大电路构成的桥式放大电路。

   （2）.掌握单限比较器的性能和调试方法。

   （3）.学会温度检测系统的测量和调试方法。

三．设计的具体实现

1.电路概述

 一，窗口电压检测电路 

   根据窗口电压比较器的工作原理，用窗口电压比较器做电路的输入级。当电压在两个阀值电压之间时，稳压管D1,D2均截止。传递给后面的运放反相输入端的电压为零。而第三个运放与周围电路组成一个滞回比较器，滞回比较器具有滞回特性，既有保持性，因而具有一定的抗干扰能力。滞回比较器的输出端连接R7并且与C2相连构成了一个矩形波发生电路。当前端的窗口电压比较器的输出为零时，正好为后面的矩形波发生电路创造了自激震荡的条件，用示波器观察输出波形能够观察到矩形波。反之，如果输入电压U，窗口电压比较器阀值电压U1，U2的关系为：U<U1或U>U2时，窗口电压比较器的输出为12V，进而破坏了后面就矩形波发生电路的自激震荡的产生，所以用示波器观察输出波形为一条电压为零的直线。窗口电压检测电路的参考功能框图如图1所示，电压检测电路部分的基本原理和电压传输特性如图2所示，图2(a)U1和U2为窗口电路输出的上限和下限电压。

 二，温度报警电路

  

     用电桥温度采集电路作为整个电路的输入级，本次模拟将其中的一个热敏电阻用滑动变阻器来代替。电桥的两个支路的中点电位的电位差通过一个反相运算电路将电压放大。然后再通过两个单限电压比较器进行电压比较, 使得电压比较器的正负极性端的电压高低发生变化，从而使输出的高低电平发生改变.最后电路的输出部分分别用两个发光二极管来演示测温效果，这个从电压比较器输出端得到高低电平，通过控制三极管的基极饱和导通或者截止，最终来控制红绿灯发光二级管的亮暗。绿灯代表温度正常，红灯代表温度报警。

二．电路仿真结果

一．窗口电压检测电路仿真电路图

当电路的输入级的输入电压在4-8V之间时，输出波形如图所示：

当输入电压为U<4或U>8V时，输出波形如图所示：

R1、R2、R3均选用2KΩ的目的是为了平分12V电压；既1点电位是8V,2点电位是4V。这样就确定了窗口电压比较器的阀值电压。R4和R6为100kΩ这样R6\R4=1，满足了自激震荡的幅值条件。

二．温度报警电路

温度报警电路由测温电桥、电压比较器、放大电路等组成，其中测温电桥受温度影响而改变其中的热敏电阻的阻值（本次模拟用滑动变阻器来代替），从而影响三极管的导通或截止。第二个滑动变阻器起到限流的作用，第一个LM324D是电压比较器，第二个与第三个LM324D具有放大作用。负载则由2个发光二极管组成，发光二级管有电流小，易驱动，的特点。通过发光二极管的不同颜色，来判定是否报警。这样一个温度报警原理图就画好了。

温度检测电路仿真效果

⒈此时绿灯亮:

⒉此时红灯亮：

 

集成运放电路的选用

    M324为四运放集成电路，采用14脚双列直插熟料封装。内部有四个运算放大器，由相位补偿电路。电路功耗很小，Im324工作电压范围广，可用正电源3—30V，或正负双电源+1.5V—+15V工作。它的输入电压可低到地电压，而输出电压范围为0—Vcc。它的内部包含四组形势完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用如图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“﹣”为两个信号输入端，“V++”、“V﹣”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi﹣（﹣）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324引脚排列见图。Im124、Im224、和Im324引脚功能及内部电路完全一致。

              LM324原理图

三．电路的安装与调试

   1.窗口电压检测电路

      （1）在实际连电路时，会出现接触不好等情况。这是由于试验箱的质量 和试验器件的质量不好的关系。 这时可用万用表测量各个接头的电压来判 断是否是接触不好。

（2）要注意每个元器件的工作原理和功能，以及逻辑器件管脚图，以 免因此而造成不必要的过失。

（3）搭接工作完成后，做一次系统的检查，如果各部分连线正确，方 可接通电源，进行调试。调试中如果发现实验现象与设计要求不符合，可 从简单部分或某一个预知特性的点开始，逐级进行查找，逐步缩小故障可 能存在的范围，直到查出故障点并排除，使之达到预定的目的。

 2.温度报警电路

（1） 接通电源，此时红绿发光二极管应有一个处于点亮状态

（2）调节电位器，在调节过程中观察是否出现红绿发光二极管交替点亮状态。调解时应长时间旋转电位器的旋钮，直到出现两发光二极管交替点亮状态为止。

四．心得体会

1、课程设计相比日常的学习更多的是注重动手实践的过程，很多在理论学习中不会存在的问题（比如接触不良、面板老化、湿度温度等）都会对课程设计的结果产生很大的影响。

2、理论学习中，电路元件之间的连接方式很简便，然而在实际的课程设计中，连接元件的过程也是一个需要思考的过程。不同元件彼此之间连接的状况直接决定了电路的稳定性和是否便于改动。

3、纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，不管理论设计和仿真多么完美，想要真正理解它，必须要通过自己亲手完成来实现。

4、团队合作非常重要，有些自己很久也发现不了的问题在他人换位思考下很容易就得到了解决。

 

六．参考文献

1. 房国志社《模拟电子技术基础》 国防工业出版社 2007

2.邱关源 《电路》 高等教育出版2006

3.百度文库《模电课程设计》

第二篇：模拟电子技术基础课程设计实验报告

《模拟电子技术基础》课程设计报告

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指导老师：

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课程设计的目的:

（1）巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

（2）培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

（3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

（4）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。

（5）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。

课题：单管交流放大电路和反馈放大电路

一． 实验目的

1．熟悉电子元件和模拟电路试验箱。

2．掌握放大电力静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。

3.掌握测量放大电路的Q点，Ar,r1,r0的方法，了解公射极电路的特性。

二． 实验仪器

1．

2． 模拟电路试验箱。 函数信号发生器。

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3．

4． 双踪示波器。 数字万用表。

三． 预习要求

1．

2．

3． 三极管及单管放大电路工作原理。 放大电路静态工作点和动态参数的测量方法。 各种仪器仪表的使用方法。

四，实验内容

1. 单管共射放大电路静态工作点的调试

单管共射放大器及负反馈实验的电路如图4-12所示。我们先考虑单管共射放大器部分，即前一级电路，如图4-13所示：

。

图4-12 单管共射放大器及负反馈实验电路图

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图4-13 单管共射放大器实验电路图

2．照图4-12把整个电路图连接好，两级参数可取一样。接上直流电源、信号发生器和示波器。下面调试第一级的静态工作点，即找到一个合适的静态工作点，然后再用直流表测量出来。

把开关按图示位置设定好，按仿真运行按钮，把信号发生器的频率调为1kHz，幅值尽可能大，直到观察到示波器显示的输出波形出现双顶失真为止，如图4-14中的波形(a)所示 。看看这个失真的波形是否上下对称失真，如果不对称，调整图4-13中的滑动变阻器RV1来改变静态工作点使波形看似对称，如图4-14中的波形(b)所示。因为眼睛看到的对称失真并不一定是真的对称，所以还需减小信号发生器的幅值，使波形一端的失真刚好消失，如图4-14中的波形(c)

所示，这验证了静态工作点仍然不合适。进一

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步调整滑动变阻器，使波形两端出现对称失真，再减小信号发生器的幅值，使波形一顶失真消失，反复几次，直到波形两顶的失真刚好同时消失，如图4-14中的波形(d)所示，这时的静态工作点是最合适的，保持滑动变阻器的位置不要再动了

（a） （b） （c） （d）

图4-14 单管共射放大器调试静态工作点波形

调试的原理是来自于单管共射放大电路三极管的输出特性，如图4-15所示，为NPN双极型三极管的输出特性曲线，其中的斜线为交流负载线，静态工作点应位于交流负载线的中点Q，交流信号在变化时才能得到最大不失真的输出波形。如果静态工作点位于交流负载线的Q＇点，则输出波形如图中的失真波，即集电极电流稍有增加，三极管便进入饱和区，产生饱和失真，使放大能力下降。一般来说，调整基极电阻，可方便地改变静态工作点的值。

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/V 图4-15 三极管的输出特性与静态工作点

上述的静态工作点调整方法，就是故意让输出波形失真来看失真的对称度，从而判断静态工作点是否位于交流负载线的中间，因为合适的静态工作点并不意味着不会产生失真，只要输入信号足够大，就会产生失真，只不过是产生对称的失真。通过反复调整输入信号的幅值和基极电阻的大小，来观察和改变静态工作点，从而找到一个最佳静态工作点，只有找到了最佳静态工作点，接下来的动态参数测量才有意义。给定一块电路板，不能盲目地去进行数据测量。

虽然电容隔直，R6左边的交流信号源的短路线可以省去，开路即可，但在没有电容的直接耦合电路中却不能开路，为了养成良好的习惯，建议使交流信号短接而不是开路。把三个直流电压表和一个直流电流表(毫安表)连接，可测得如表4-1所示的数据。其中，IC的数

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据是约等。

图4-16 静态工作点的测量

注意，三个电压表一定直接连接到三极管的三个极上，不能在电容C1前或电容C2后测量。表4-1中后两列是计算值。

3.在输入端接信号发生器，在信号发生器上并联一个交流毫伏表以测信号源电压的有效值。调节信号发生器的幅值使交流毫伏表的读数约为10mV，把示波器接在输出端，观察输出波形，以不失真为准。断开负载电阻使放大电路空载，在输出端接交流电压表。运行仿真，各表读数如图4-17所示。可计算

VO1380AVS???138

VS10

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VO1380AV???242Vi5.07

(1) 电压放大倍数

电压放大倍数有两种含义，一种是输出电压对信号源的比值，即，另一种是输出电压对输入电压的比值，即在输入端接信号发生器，在信号发生器上并联一个交流毫伏表以测信号源电压的有效值。调节信号发生器的幅值使交流毫伏表的读数约为10mV，把示波器接在输出端，观察输出波形，以不失真为准。断开负载电阻使放大电路空载，在输出端接交流电压表。运行仿真，各表读数如图4-17所示。可计算

Avs =Vo/Vs=1380/10=138

Av=Vo/Vi=1380/5.07=242

(2)输入电阻 ：

US=10.3mV，Ui=4.07mV，RS=10kΩ，则可算出Ri=10.7kΩ。

可见，输入电阻越大，放大电路分得的电压就越大。

(3) 输出电阻

如果把放大电路再看成一个电压源，对负载供电，则输出电阻Ro就是这个电压源的内阻，Ro越小，负载上分得的电压就越大，放大电路的性能就越好。因此有，其中为空载电压。

4. 负反馈

在单管共射放大电路实验的一开始，我们给出的实验电路板是一个含有负反馈的两级放大电路，如图4-12所示。可以判断出该负反馈为电压串联负反馈。因为电压串联负反馈能够使放大电路的输出电阻变小，输入电阻增大，拓展了带宽，从而改善了该两级放大电路的动态性能，但是所有这些都是以牺牲放大倍数为代价的。

本实验我们先分别调试好两级放大电路的静态工作点，然后在断开负反馈的情况下，按照前面介绍的方法，测试两级放大电路的整体输入电阻、输出电阻、电压放大倍数和带宽。合上开关SW2，在接

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上负反馈的情况下，把以上四个参数再测量一遍，进行比较，找出它们之间的关系。

为了节约时间，四个参数的测量应该这样来做比较方便，比如测输入电阻，一次把含有负反馈和不含负反馈两种情况都测了。先把开关SW2拨到断开位，读输入端信号电压，然后再把开关SW2拨到闭合位，重读一遍。其他参数依此类推。

通过测量和比较，得出的结果是

AAf?1?AFRif?(1?AF)Ri1Rof?Ro1?AFfBWf?(1?AF)fBW

五． 总结报告：

为期一周的课程设计实验结束了，在这一周里，我们是充实的，我们受益匪浅，在此对一周的课程设计学习做一个总结。

首先，这次课程设计实验给了我们自己动手的机会，是我们在课堂上学习的理论知识与实践结合起来，将知识全面化，实际化，是我们能够更好的将理论知识应用于实际操作上。

其次，同学们在老师的指导下，将课堂上未能及时理解的知识在实践中得到更好的记忆和理解，是知识更牢固的留在我们记忆中。

最后一点，同学们互相帮助，学习氛围和良好学习习惯的相互学

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习使得我们的学习劲头和学习兴趣一下子提高了许多，我觉得这是我们这次课程设计实验中最为重要的。

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