摘要
二阶电路是含有两个独立储能元件的线性定常电路。描述这种电路的方程是二阶线性常微分方程。由电阻器、电感器和电容器串联或并联而成的电路是最简单的二阶电路。通过Pspice的仿真分析对二阶电路的暂态分析,说明了Pspice 在电子电路分析中的重要作用,并进行二阶电路的零状态响应仿真分析,及过阻尼、欠阻尼、临界阻尼讨论，加深对二阶电路的理解。
关键字： Pspice 二阶电路仿真分析
1理论分析
1.1 Pspice简介
1.1.1 PSPICE的起源与发展
用于模拟电路仿真的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTR AN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE的正式版SPICE 2G在1975年正式推出，但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年，加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写，并由MICROSIM公司推出。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时，各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件，在SPICE的基础上做了大量实用化工作，从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。
PSPICE采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用，并且从6.0版本开始引入图形界面。1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并，自此Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。不久之后，ORCAD公司已正式推出了ORCAD PSPICE Release 10.5，与传统的SPICE 软件相比，PSPICE 10.5在三大方面实现了重大变革：首先，在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上，实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析；第二，不但能够对模拟电路进行，而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真；第三，集成度大大提高，电路图绘制完成后可直接进行电路仿真，并且可以随时分析观察仿真结果。PSPICE软件的使用已经非常流行。在大学里，它是工科类学生必会的分析与设计电路工具；在公司里，它是产品从设计、实验到定型过程中不可缺少的设计工具。
1.1.2 PSPICE仿真软件的优越性
PSPICE软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。它的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。与印制版设计软件配合使用，还可实现电子设计自动化。被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。这些特点使得PSPICE 受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎，国内许多高校已将其列入电
子类本科生和硕士生的辅修课程。
1.1.3 PSPICE的组成
PSPICE是计算机辅助分析设计中的电路模拟软件。它主要用于所设计的电路硬件实现之前，先对电路进行模拟分析，就如同对所设计的电路用各种仪器进行组装、调试和测试一样，这些工作完全由计算机来完成。用户根据要求来设置不同的参数，计算机就像扫描仪一样，分析电路的频率响应，像示波器一样，测试电路的瞬态响应，还可以对电路进行交直流分析、噪声分析、Monte Carlo统计分析、最坏情况分析等，使用户的设计达到最优效果。以往一个新产品的研制过程需要经过工程估算，试验板搭试、调整，印刷板排版与制作，装配与调试，性能测试，测试指标不合格，再从调整开始循环，直至指标合格为止。这样往往需要反复实验和修改。而仿真技术可将“实验”与“修改”合二为一。为确定元件参数提供了科学的依据。它的优点主要有：
1.1.4 PSPICE的模拟功能
SPICE程序的主要功能有非线性直流分析、非线性暂态分析、线性小信号交流分析、灵敏度分析和统计分析。
1.1.4.1 直流分析
非线性直流分析功能简称直流分析。它是计算直流电压源或直流电流源作用于电路时电路的工作状态。对电路进行的直流分析主要包括直流工作点分析、直流扫描分析和转移函数分析。
直流工作点是电路正常工作的基础。通过对电路进行直流工作点的分析，可以知道电路中各元件的电压和电流，从而知道电路是否正常工作以及工作的状态。一般在对电路进行仿真的过程中，首先要对电路的静态工作点进行分析和计算。
直流扫描分析主要是将电路中的直流电源、工作温度、元件参数作为扫描变量，让这些参量以特定的规律进行扫描，从而获取这些参量变化对电路各种性能参数的影响。直流扫描分析主要是为了获得直流大信号暂态特性。
与直流扫描分析相类似的还有温度分析。在这种分析过程中，将电路的温度作为扫描变量进行分析。因为电路的主要器件的特性都是与温度有关的，所以这就为分析电路在环境变化是的工作情况提供了一种非常有用的工具。特别重要的是，通过这种分析，我们可以预测电路在某些特殊环境如极端温度条件或极端电源电压条件或元件开路短路条件下电路的工作情况，从而在进行电路设计时采取必要的预防措施。
1.1.4.2 暂态分析
非线性暂态分析简称为暂态分析。暂态分析计。算电路中电压和电流随时间的变化，即电路的时域分析。这种分析在输入信号为时变信号时显得尤为重要。时域分析是指在某一函数激励下电路的时域响应特性。通过时域分析，设计者可以清楚地了解到电路中各点的电压和电流波形以及它们的相位关系，从而知道电路在交流信号作用下的工作状况，检查它们是否满足电路设计的要求。
1.1.4.3 交流分析
线性小信号交流分析简称为交流分析。它是SPICE程序的主要分析功能。它是在交流小信号的条件下，对电路的非线性元件选择合适的线性模型将电路在直流工作点附近线性化，然后在用户指定的范围内对电路输入一个扫频信号，从而计算出电路的幅频特性、相频特性、输入电阻、输出电阻等。这种分析等效于电路的正弦稳态分析即频域分析。频域分析用于分析电路的频域响应即频率响应特性。这种分析主要用于分析电路的幅频特性和相频特性。
小信号转移特性分析主要分析在小信号输入的情况下，电路的各种转移函数，通常分析的是电路的电压放大倍数。
噪声分析是电路设计的重要内容之一。在模拟电路中，无源器件和有源器件均会产生噪声，主要包括电阻上产生的热噪声，半导体器件产生的散粒噪声和闪烁噪声。在噪声分析时，将元件的噪声等效为一个输入信号进行交流分析。通过噪声分析可以计算出各器件在某一输出节点产生的总噪声以及某一输入节点的等效输入噪声。从而可以分析一个电路产生噪声的主要来源，采取一定的电路设计措施来减小噪声的影响。
1.1.4.4 灵敏度分析
灵敏度分析包括直流灵敏度分析和蒙特卡罗分析两种。
直流灵敏度分析业称为灵敏度分析。它是在工作点附近将所有的元件线性化后，计算各元器件参数值变化时对电路性能影响的敏感程度。通过对电路进行灵敏度分析，可以预先知道电路中的各个元件对电路的性能影响的重要程度。对于那些对电路性能有重要影响的元件，要在电路的生产或元件的选择时给予特别的关注。
1.1.4.5 统计分析
统计分析主要包括蒙特卡罗分析和最坏情况分析。蒙特卡罗分析是在考虑到器件参数存在容差的情况下，分析电路在直流分析、交流分析或暂态分析时电路特性随器件容差变化的情况。另一种统计分析是最坏情况分析，它不仅对各器件参数的变化逐一进行分析，
得到单一器件对电路性能的灵敏度分析，同时分析各器件容差对电路性能的最大影响量(最坏情况分析)，从而达到优化电路的目的。
PSPICE10.5它最为突出之处，是改进了其9.2版本，使绘制电路，以及仿真算法更加优化，更加节省时间（以前进行1S 的仿真如果取点ms 级，那将是非常恐怖的事情），而且蒙特卡罗分析和最坏情况分析有助于我们模拟在不同温度和环境，以及元件损坏的情况下电路的实现过程及结果，那么我们就知道电路的弱点，以及电路中的最重要元件，就可以相应的对其采取保护、散热等措施。
1.2电路原理：
图1 LCR 并联电路
对图1所示电路列出KVL 方程
L 0c di
Ri v dt ++=
若取电流i 作为要讨论的零输入响应，则将立式对t 求导一次，并注意到
c
dv i C dt =
便有
221
0d i di L R i dt dt C +++ t ≥0
给定的初始条件是
v C (0)=V 0
i (0)=i L (0)=0
将t ＝0代入式中得
()()0100c t di Ri v dt L ==-+????=00
t V di dt L ==- 以式(6.4)和(6.5)为初始条件的微分方程(6.2)的解便是零输入响应i 。令此解为
st i ke =
于是有
st
di kse dt =
和
222st d i ks e dt =
将它们代人式(6.2)便知式(6.2)的特征方程为
210LCs RCs ++=
特征根为
1,22R s L =-±特征根又称固有频率。
若令
2R
L α=
0ω=
则特征根又可写成
1s α=-+
2s α=--二阶齐次常微分方程的通解即零输入响应为
1212s t s t i k e k e =+
上面所引入的参数α和ω0分别称为电路的阻尼常数和谐振（角）频率
参数ω0是以rad ／s （弧度／秒）为度量单位。
零输入响应i 的形式将取决于固有频率s 1和s 2是实数还是复数，而s 1和s 2又依赖于参数α
和ω0(或者说R 、L 和C )的相对大小。其相对大小可分为
0R αω?>> ?，0R αω?== ?、0R αω?<< ?
与此种情况相对应的固有频率s 1和s 2将是：不等负实数、相等负实数、共轭复数。
同时，零输入响应也相应地被分为过阻尼、临界阻尼、欠阻尼。
2绘制原理图
2.1 新建项目
图2 新建项目输入文件名，选择保存路径后点OK。
图3 设置选择“Create a blank project”，然后点OK。
2.2放置所需元件
图4 放置元件放置元件时按“R”和“L”对元件进行旋转。2.3 连线并编辑元件属性
图5 编辑元件属性连接元件，并编辑元件属性，其中外置激励压为1V。
3进行电路仿真
3.1 仿真设置
图6 设置参数
在Analysis type栏中选Time Domain（Transient），设置终止时间0.1S，步长为10uS。确定后运行。
图7 添加变量
添加所需要的变量到窗口中，选中的变量波形就显示在屏幕上。
3.2 瞬态分析
瞬态分析又称TRAN分析，就是求电路的时域响应。它可以在给定输入激励信号情况下，计算电路输出的瞬时响应，也可以在没有激励信号但有储能元件（如C和L）的情况下，求振荡波形。T<0时V1=0V，T>0时V1=1V满足零状态响应分析要求。
当Vs=1V，R=1K，C=1uF，L=1H时，其环路电流I的波形如图：
图8 环路电流
电容C两端电压如下图所示：
图9 电容C两端电压
图10 电阻R 两端电压
此时
0R αω?<< ?
系统处于欠阻尼振荡，其零状态激响应是一个衰减的振荡过程。
当Vs=1V ，R=2K ，C=1uF ，L=1H 时，其环路电流I 的波形如图：
图11 环路电流
图12 电容C 两端电压
电阻R 两端电压如下图所示：
图13 电阻R 两端电压
此时
0R αω?== ?
经过再次仿真系统处于临界阻尼状态，波形衰减速度较快，略微可以看到振荡波形。 当Vs=1V ，R=5K ，C=1uF ，L=1H 时，其环路电流I 的波形如图：
图14 环路电流
图15 电容C 两端电压
电阻R 两端电压如下图所示：
图16 电阻R 两端电压
R 取5k 时
0R αω?>> ?
系统处于过阻尼振荡，其零状态激响应是一个快速衰减过程，看不到振荡波形。
4总结
通过Pspice仿真掌握二阶电路的分析方法，理解二阶电路过阻尼、临界阻尼、欠阻尼及自由振荡的条件。
当α>ω0时，电路的零状态激响应必是衰减非周期性（非振荡性）类型的，或者说，是过阻尼型的。当α=ω0时，电路的零状态激响应必是衰减速度较快类型的，或者说，是临界阻尼状态。而当α<ω0时，电路的零状态激响应必是衰减周期性（振荡性）类型的，或者说，是欠阻尼型的。
经过以上讨论，可知由电路元件的参数R、L、C和电路拓扑结构决定的两个辅助参数α及ω0影响着电路零状态激响应的波形。
5课程设计心得体会
参考文献
[1] 邱关源.《电路》第五版.高等教育出版社，2006.5
[2] 李永平.《PSpice电路原理与实现》.国防工业出版社，2004.10
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[5] 吴锡龙.《电路分析》.高等教育出版社,2004
模拟电子技术课程设计报告 设计课题: 数字电子钟的设计 姓名: 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 学号: 指导教师:
目录 1．设计的任务与要求 (1) 2.方案论证与选择 (1) 3.单元电路的设计和元器件的选择 (5) 3.1 六进制电路的设计 (6) 3.2 十进制计数电路的设计 (6) 3.3 六十进制计数电路的设计 (6) 3.4双六十进制计数电路的设计 (7) 3.5时间计数电路的设计 (8) 3.6 校正电路的设计 (8) 3.7 时钟电路的设计 (8) 3.8 整点报时电路的设计 (9) 3.9 主要元器件的选择 (10) 4.系统电路总图及原理 (10) 5.经验体会 (10) 参考文献 (11) 附录A：系统电路原理图 (12) 附录B：元器件清单 (13)
数字电子钟的设计 1. 设计的任务与要求 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 因此，我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 1.1设计指标 1. 时间以12小时为一个周期； 2. 显示时、分、秒； 3. 具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 4. 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时； 5. 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。1.2 设计要求 1. 画出电路原理图（或仿真电路图）； 2. 元器件及参数选择； 3. 编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 2. 方案论证与选择 2.1 数字钟的系统方案 数字钟实际上是一个对标准频率（1H Z）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1H Z时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
12级《虚拟仪器》课程设计任务书 一、设计题目及任务 学生按分组组别从以下对应题目号中选择一题进行设计。 1.粮仓管理系统设计（利用labVIEW）（3-4人） 1）一个粮仓系统有五个独立的粮仓，假设粮仓中各有一个控制节点，用来测量其内部温度及湿度，并有两个执行机构，分别用于打开通气窗口及打开风扇。 2）假设五个粮仓的数据都汇聚在一个集中节点，该节点将数据传至上位监控计算机（串行口）。（数据协议自定，要将五个节点区分开） 3）设计一个监控界面，用于实时监控五个粮仓的实时数据。并保留每天的数据。可以按日期及指定的粮仓来查询数据，并显示历史曲线。 4）用户可以设置报警线，当温度超过报警线时，要求下传数据，启动相应的执行机构。 并在控制面板中有所显示。 5）要求用实际串口完成。（可以在另一个电脑上用串口调试助手，模拟集中节点） 2.利用声卡的数据采集与输出（LabVIEW）（3-4人） 1）通过话筒，利用声卡采集一段声音 2）显示该段声音的频率分析，分析特点，并存储起来。 3）试着根据存储的声音特色，区别不同的人。 4）存储不同的声音，利用声卡实现回放。 3.虚拟仪器的网络控制（3-4人） 1）设计一个程序控制8个外设小灯的点亮方式，要求两种方式A:每个小灯间隔时间T，依次亮，时间T可调，并循环。B：先1.3.5.7.9亮隔时间T，2.4.6.8.10亮，并循环，T 可调。 2）要求主面板与硬件的8个小灯同步。 3）通过网络在另一台计算机上控制此程序的运行（利用LabVIEW的DateSocket技术） 4.基于NI数据采集卡的虚拟示波器（3-4人） 1）：波形来自外来的信号发生器（可以外接，也可以仿真） 2：通过采集此信号（波形采集） 3）：主界面要求为一个典型的示波器界面，各个调节按钮的功能应该均具备。 4）：要求显示波形的特征量。 5：）存储并回放波形。 5.动态分析仪（3-4人） 1）：设计一个典型系统的动态响应的过度过程的分析仪。 2）：输入为：单位阶跃、单位斜坡、单位加速度、脉冲输入、正弦。 3）：系统为典型的一阶系统和二阶系统。相关参数可调 4）：当用户在主界面输入不同的输入及系统时，要求输出其动态响应的时域及频域分析。 5）：如果在上述系统中加入延时环节（延时时间可调），对应的动态响应应如何？ 6.基于NI数据采集卡的虚拟信号放生器（3-4人）
第2章作业参考答案 2-1为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？ 答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁 路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函 数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变 换为常系数微分方程。 2-2无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分 量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明 它们是如何产生的？ 答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含： a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。 b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。 c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为Ta。 转子电流中出现的分量包含： a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为Td’。 b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。 产生原因简要说明： 1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f 绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定 子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的 自由分量要衰减为0）. 2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称）， 该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感 应出基频交流分量。这些量均为自由分量，最后衰减为0。 2-3有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分 量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？
电路分析基础课程设计报告设计题目：MF-47指针式万用电表组装实验 专业建筑电气与智能化 班级建智141班 学号 201402050104 学生姓名张子涵 指导教师郭芳 设计时间2014-2015学年下学期 教师评分 2015年 6月 28日
目录 1.概述 (2) 1.1目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 2. 万用表组装实验设计的内容 (2) 3.总结 (2) 3.1课程设计进行过程及步骤 (2) 3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (7) 3.3体会收获及建议 (7) 3.4参考资料（书、论文、网络资料） (7) 4. 教师评语 (7) 5.成绩 (7)
1.概述 1.1目的 （1）通过万用表组装实验，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。 （2）了解电路理论的实际应用，进一步学会分析电路，提高自身的能力。 1.2课程设计的组成部分 1.学习认识万能表 2.组装与检测万能表 3.讨论总结 2.万用表组装实验设计的内容 1.万用表套件材料 2.二极管极性的判断 3.色环的认识 4.元件引脚的弯制成型 5.焊接元器件的插放 6.元器件参数的检测和元器件的焊接 7. 线路板安装程序 3.总结 3.1课程设计进行过程及步骤 1.万用表套件材料
2.二极管极性的判断 判断二极管极性时可用实习室提供的万用表，将红表棒插在“＋”，黑表棒插在“－”，将二极管搭接在表棒两端，观察万用表指针的偏转情况，如果指针偏向右边，显示阻值很小，表示二极管与黑表棒连接的为正极，与红表棒连接的为负极，与实物相对照，黑色的一头为正极，白色的一头为负极，也就是说阻值很小时，与黑表棒搭接的时二极管的黑头，反之，如果显示阻值很大，那么与红表棒搭接的时二极管的正极。 3.色环的认识 黄电阻有4条色环，其中有一条色环与别的色环间相距较大，且色环较粗，读数时应将其放在右边。每条色环表示的意义，色环表格左边第一条色环表示第一位数字，第2个色环表示第2个数字，第3个色环表示乘数，第4个色环也就是离开较远并且较粗的色环，表示误差。由此可知，图3-3-1中的色环为红、紫、绿、棕，阻值为27×105Ω＝2.7MΩ，其误差为±0.5%。将所取电阻对照表格进行读数，比如说，第一个色环为绿色，表示5，第2个色环为蓝色表示6，第3个色环为黑色表示乘100，第4个色环为红色,那么表示它的阻值是56×100=56Ω误差为±2%，对照材料配套清单电阻栏目R19＝56Ω。蓝色或绿色的电阻，与黄电阻相似，首先找出表示误差的，比较粗的，而且间距较远的色环将它放在右边。从左向右，前三条色环分别表示三个数字，第4条色环表示乘数，第5条表示误差。比如：蓝紫绿黄棕表示675×104=6.75MΩ，误差为±1%。从上可知，金色和银色只能是乘数和允许误差，一定放在右边；表示允许误差的色环比别的色环稍宽，离别的色环稍远；本次实习使用的电阻大多数允许误差是±1%的，用棕色色环表示，因此棕色一般都在最右边。 4.元件引脚的弯制成形 左手用镊子紧靠电阻的本体，夹紧元件的引脚，使引脚的弯折处，
《电子电路设计与制作》教学大纲1．课程中文名称：电子电路设计与制作 2．课程代码： 3．课程类别：实践教学环节 4．课程性质：必修课 5．课程属性：独立设课 6．电子技术课程理论课总学时:256总学分：16 电子电路设计与制作学时：3周课程设计学分：3 7．适用专业：电子信息类各专业 8．先修课程：电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、PCB电路设计一、课程设计简介 实验课、课程设计、毕业设计是大学阶段既相互联系又相互区别的三大实践性教学环节。实验课是着眼于实验验证课程的基本理论，培养学生的初步实验技能；毕业设计是针对本专业的要求所进行的全面的综合训练；而课程设计则是针对某几门课程构成的课程群的要求，对学生进行综合性训练，培养学生运用课程群中所学到的理论学以致用，独立地解决实际问题。电子电路设计与制作是电子信息类各专业必不可少的重要实践环节，它包括设计方案的选择、设计方案的论证、方案的电路原理图设计、印制板电路（即PCB）设计、元器件的选型、元器件在PCB板上的安装与焊接，电路的调试，撰写设计报告等实践内容。电子电路设计与制作的全过程是以学生自学为主，实践操作为主，教师的讲授、指导、讨论和研究相结合为辅的方式进行，着重就设计题目的要求对设计思路、设计方案的形成、电路调试和参数测量等展开讨论。 由指导教师下达设计任务书（学生自选题目需要通过指导教师和教研室共同审核批准），讲解示范的案例，指导学生各自对自己考虑到的多种可行的设计方案进行
比较，选择其中的最佳方案并进行论证，制作出满足设计要求的电子产品，撰写设计报告。需要注意是，设计方案的原理图须经Proteus软件仿真确信无误后，才能进行印刷电路图的制作，硬件电路的制作，以避免造成覆铜板、元器件等材料的浪费。电路系统经反复调试，完全达到（或超过）设计要求后，再完善设计报告。设计的整个过程在创新实验室或电子工艺实验室中完成。 二、电子电路设计与制作的教学目标与基本要求 教学目标： 1、通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识，提高综合运用知识的能力，逐步提升从事工程设计的能力。 2、注重培养学生正确的工程设计思想，掌握工程设计的思路、内容、步骤和方法。使学生能根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过设计、安装、焊接、调试等实践过程，使电子产品达到设计任务书中要求的性能指标的能力。 3、为后续的毕业设计打好基础。课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐转向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解工程设计的程序和实施方法；通过课程设计的训练，可以给毕业设计提供坚实的铺垫。 4、培养学生获取信息和综合处理信息的能力，文字和语言表达能力以及协调工作能力。课程设计报告的撰写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术文件打下基础。 5、提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 基本要求： 1、能够根据设计任务和指标要求，综合运用电路分析、电子技术课程中所学到的理论知识与实践操作技能独立完成一个设计课题的工程设计能力。 2、会根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。能独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析问韪、解决问题的能力。
青岛农业大学 理学与信息科学学院 电子设计自动化及专用集成电路 课程设计报告 设计题目一、设计一个二人抢答器二、密码锁 学生专业班级 学生姓名（学号） 指导教师 完成时间 实习（设计）地点信息楼121 年 11 月 1 日
一、课程设计目的和任务 课程设计目的：本次课程设计是在学生学习完数字电路、模拟电路、电子设计自动化的相关课程之后进行的。通过对数字集成电路或模拟集成电路的模拟与仿真等，熟练使用相关软件设计具有较强功能的电路，提高实际动手，为将来设计大规模集成电路打下基础。 课程设计任务： 一、设计一个二人抢答器。要求： （1）两人抢答，先抢有效，用发光二极管显示是否抢到答题权。 （2）每人两位计分显示，打错不加分，答对可加10、20、30分。 （3）每题结束后，裁判按复位，重新抢答。 （4）累积加分，裁判可随时清除。 二、密码锁 设计四位十进制密码锁，输入密码正确，绿灯亮，开锁；不正确，红灯亮，不能开锁。密码可由用户自行设置。 二、分析与设计 1、设计任务分析 （1）二人抢答器用Verilog硬件描述语言设计抢答器，实现： 1、二人通过按键抢答，最先按下按键的人抢答成功，此后其他人抢答无效。 2、每次只有一人可获得抢答资格，一次抢答完后主持人通过复位按键复位，选手再从新抢答。 3、有从新开始游戏按键，游戏从新开始时每位选手初始分为零分，答对可选择加10分、20分，30分，最高九十分。 4、选手抢答成功时其对应的分数显示。 （2）密码锁 1、第一个数字控制键用来进行密码的输入 2、第二个按键控制数字位数的移动及调用密码判断程序。当确认后如果显示数据与预置密码相同，则LED 亮；如不相等，则无反应。按下复位键，计数等均复位
模拟电子线路实验实验 报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
网络高等教育 《模拟电子线路》实验报告 学习中心：浙江建设职业技术学院奥鹏学习中心层次：高中起点专科 专业：电力系统自动化技术 年级： 12 年秋季 学号： 学生姓名：
实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1.了解并掌握模拟电子技术实验箱的主要功能及使用方法。 2.了解并掌握数字万用表的主要功能及使用方法。 3.学习并掌握TDS1002型数字存储示波器和信号源的基本操作方 法。 二、基本知识 1．简述模拟电子技术实验箱布线区的结构及导电机制。 布线区面板以大焊孔为主，其周围以十字花小孔结构相结合，构成接点的连接形式，每个大焊孔与它周围的小孔都是相通的。 2．试述NEEL-03A型信号源的主要技术特性。 ①输出波形：三角波、正弦波、方波、二脉、四脉、八脉、单次脉冲信号； ②输出频率：10Hz~1MHz连续可调； ③幅值调节范围：0~10V P-P连续可调； ④波形衰减：20dB、40dB； ⑤带有6位数字频率计，既可作为信号源的输出监视仪表，也可以作外侧频率计用。 注意：信号源输出端不能短路。 3．试述使用万用表时应注意的问题。
使用万用表进行测量时，应先确定所需测量功能和量程。 确定量程的原则： ①若已知被测参数大致范围，所选量程应“大于被测值，且最接近被测值”。 ②如果被测参数的范围未知，则先选择所需功能的最大量程测量，根据初测结果逐步把量程下调到最接近于被测值的量程，以便测量出更加准确的数值。 如屏幕显示“1”，表明已超过量程范围，须将量程开关转至相应档位上。 4．试述TDS1002型示波器进行自动测量的方法。 按下“测量”按钮可以进行自动测量。共有十一种测量类型。一次最多可显示五种。 按下顶部的选项按钮可以显示“测量1”菜单。可以在“信源”中选择在其上进行测量的通道。可以在“类型”中选择测量类型。 测量类型有：频率、周期、平均值、峰-峰值、均方根值、最小值、最大值、上升时间、下降时间、正频宽、负频宽。 三、预习题 1．正弦交流信号的峰-峰值=_2__×峰值，峰值=__根号2__×有效值。 2．交流信号的周期和频率是什么关系 两者是倒数关系。 周期大也就是频率小，频率大也就是周期长
课程设计报告册格式（本页不打印） 一、设计任务（四号、黑体，不加粗） 例如：十字路口交通灯控制系统设计（正文全部为宋体、小四，下同） 二、设计要求 教师下达的设计基本要求…… 三、设计内容 1.设计思想（宋体、小四、加粗） 对题目的理解，计划采用的实现方法 2.设计说明 对设计方案的简单综述，建议增加方案对比内容； 3.系统方案或者电路结构框图 包含对各个单元电路的详细分析； 保留详细的参数计算、卡诺图、状态转换图等设计内容； 4.设计方案 一个模块电路结构对应一个仿真波形和一段文字说明； 仿真及分析时，请捕捉关键点的波形数据，以确保设计结果具有良好的说服力； 5.电路原理总图 A4纸整张打印，打印出图纸边框 绘制原理图时，应注意加入电源、信号输入与输出端口； 芯片内部具有多个相同功能单元时，注意充分利用； 元器件在电路原理图中的布局应规范、紧凑； 6.PCB分层打印图 按照相同比例分别打印出顶层、底层、丝印层，并尽可能打印在同一张A4纸中； 在保证布通率的前提下，尽量选择较大的线宽、安全间距； 四、设计总结 个人真实的总结体会，不低于100字。 五、参考资料 包括网站、网页的资料；从网站上下载资料过多将被视为抄袭，一定要强调自己的设计思路，创新理念。 注： ——课程设计论文用A4纸打印，文中的计量单位、制图、制表、公式、缩略词和符号应遵循国家的有关规定。 ——实验报告采用A4纸双面打印，实验报告的内容全部手写，所有的打印图请牢固粘贴在实验报告上，不要使用QQ截图等低像素的截图工具。 ——封面与任务书双面打印在同一张A4纸；
1、设计题目 数字钟 2、设计内容和要求： 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 设计要求采用中小规模集成器件完成具有以下技术指标的数字钟： （1）显示时、分、秒； （2）24小时制计数； （3）具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟； （4）具有正点报时功能； （5）要求计时准确、稳定。 3、设计目的 （1）进一步熟悉各种进制计数器的功能及使用； （2）掌握译码器显示电路的应用； （3）熟悉集成芯片的内部结构及应用； （4）掌握数字电子钟的组成与工作原理； （5）提升对实际电路的设计和调试能力。 4、设计原理 数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路，一般由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等单元组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，在精度要求不高的时候，可选用555定时器构成的振荡器加分频器来实现，但精度要求高的电路中多采用晶体振荡器电路加分频器实现，在本设计中要求精度高，所以选用的是后者。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”可采用12进制也可采用24进制计数器，本实验采用24进制。最终完成一天的计数过程。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED 显示器显示出来。整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，去触发音频发生器实现报时。校时电路是对“时、分”显示数字进行校正和调整。其数字电子钟系统框图如图1所示。
用结点电压法求解含源网络 周全(5030309773) 结点电压法是一种运用范围较广的分析方法，用结点电压法分析含源网络时需要注意的是： 1.列方程前，应把实际电压源模型等效变换为实际电流模型； 2.理想电压源去路中的电流不能忽略 3.与理想电流源串联的元件应看成短路； 4.将受控源按独立源处理，并用结点电压表示其控制量 一、常规题： 例：列出图中电路的结点电压方程 解：取与理想电压源去路所连的两个结点之一的①为参考结点，这时结点②的 电压＝1V ，可作为已知量，因此不必列写结点②的结点电压方程，对结点③，④的结点电压方程为： 2322341(11)330.5111(11)30.50.20.51n n n n n n u u u u u u ?+++=+??++++=???????? 2?4 补充方程 2n u u =? 把 u 2=1V 和 u 2=-u n4 代入方程组，整理即得 3434293 n n n n u u u u +=???+=??
二、用结点电压分析法求解电路时碰到的非常规情况： 用结点电压分析法求解的常规情况很多书上都有相应的题目，但我在做题时发现了一道用节点电压法解。 例：用结点电压法求解图示电路u 和u 3 解：选结点③为参考结点，对①，②列方程 121211(21)2(11)5n n n n n u u u u u u +?=???++=??=? 1u 0 整理以上方程可得 12123262n n n n u u u u ?=???+=? 可以看出，该方程无解，此题说明，当电路中含有受控源时，有可能解不存在，而对一个实际的物理系统来说，解应该是存在的，这道题当时做时很容易想为什么解不出，却没想到这题模型本来就是不合实际电路的，而答案正是要我们发现这一点，所以我觉得这道题还是很巧妙的。
第3章 电路的暂态分析 练习与思考 3.1.1 什么是稳态？什么是暂态？ 答：稳态是指电路长时间工作于某一状态，电流、电压为一稳定值。暂态是指电路从一种稳态向另一种稳态转变的过渡过程。 3.1.2 在图3-3所示电路中，当开关S 闭合后，是否会产生暂态过程？为什么？ 图3-3 练习与思考3.1.2图 答：不会产生暂态过程。因为电阻是一个暂态元件，其瞬间响应仅与瞬间激励有关，与以前的状态无关，所以开关S 闭合后，电路不会产生暂态过程。 3.1.3 为什么白炽灯接入电源后会立即发光，而日光灯接入电源后要经过一段时间才发光？ 答：白炽灯是电阻性负载，电阻是一个暂态元件，其暂态响应仅与暂态的激励有关，与以前的状态无关；而日光灯是一个电感性负载，电感是一个记忆元件，暂态响应不仅与暂态激励有关，还与电感元件以前的工作状态有关，能量不能发生突变，所以日光灯要经过一段时间才发光。 3.2.1任何电路在换路时是否都会产生暂态过程？电路产生暂态的条件是什么？ 答：不是。只有含有储能元件即电容或电感的电路，在换路时才会产生暂态过程。电路产生暂态的条件是电路中含有储能元件，并且电路发生换路。 3.2.2若一个电感元件两端电压为零，其储能是否一定为零？若一个电容元件中的电流为零，其储能是否一定为零？为什么？ 答：若一个电感元件两端电压为零，其储能不一定为零，因为电感元件电压为零，由 dt di L u =只能说明电流的变化率为零，实际电流可能不为零，由2 2 1Li W L =知电感储能不为零。 若一个电容元件中的电流为零，其储能不一定为零，因为电容元件电流为零，由 dt du C i =只能说明电压变化率为零，实际电压可能不为零，由2 2 1)(Cu t W C =知电容储能不为零。 3.2.3在含有储能元件的电路中，电容和电感什么时候可视为开路？什么时候可视为短路？ 答：电路达到稳定状态时，电容电压和电感电流为恒定不变的值时，电容可视为开路，电感可视为短路。 3.2.4 在图3-13所示电路中，白炽灯分别和R 、L 、C 串联。当开关S 闭合后，白炽灯1立即正常发光，白炽灯2瞬间闪光后熄灭不再亮，白炽灯3逐渐从暗到亮，最后达到最亮。请分析产生这种现象的原因。
电子科技大学模电课程设计报告——火灾报警电路
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电子科技大学 《模拟电路基础》应用设计报告 设计题目：火灾报警电路 学生姓名：学号： 教师姓名：日期： 一、设计任务 通过两个温度传感器获得的电压差实现火灾自动报警。 正常情况下，电压差为零，发光二极管不亮，蜂鸣器不响。 当有火情时，电压差增大，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫。 二、电路原理 根据设计要求，把设计的电路分成以下三个模块（图1）： 图1 电路方框图 电路详细构成如下： 放大微 弱电压信 号 判断是否 需要报警 报警指 示
1.二极管温度传感器 仿真时，可用电压源ui1、ui2模拟温度引起的电压变化，但可用二极管作为实际的温度传感器。常温下，硅二极管正向导通时的导通电压约为0.7V。 流过二极管的正向电流固定时，温度每上升1度，正向电压下降大约2mV。 图2 二极管温度传感器 2.差分电压放大电路 发生火灾时，温度传感器的电压差可以迅速上升至几十到几百mV，根据后级的比较电压确定放大倍数，通过差分放大器将电压放大到大于比较 电压。 因此选择图三这样的电路可将微弱的电信号放大10倍左右。 图3 差分电压放大电路 ) ( 1 2I I f O u u R R u- ? =
3.单限电压比较器 差分电路输出的电压从U2的正向输入端输入，与单限电压比较器的阈值电 压UT 进行比较。 图4 单限电压比较器 CC T oH o T o oL o T o V R R R U U u U u U u U u ?+= =>=<4 34 2121;;时，时，
电子技术 课程设计报告 班级：电科1402 姓名：宋晓晨 学号：3140504043 指导教师：汪洋 2015 至2016 学年第二学期开课时 间:
目录 一、课程设计的目的 (3) 二、课程设计的要求 (3) 三、课程设计的内容 (6) 3.1.步进电动机三相六状态控制逻辑电路 (1) 3.2.具有校时功能的数字闹钟 3.3.洗衣机控制器 3.4.音频小信号前置放大电路 3.5.信号发生器设计 3.6.二阶RC有源滤波器设计 四、总结 (24) 五、参考文献 (25)
一、课程设计的目的 电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》、《电子技术基础实验》课程后的一门实践性训练课程，旨在通过一周实践，理解电子设计基本原理，完整实现规定选题项目设计，考查学生运用电子技术基础理论完成综合设计的能力。 二、课程设计的要求 2.1、步进电动机三相六状态控制逻辑电路设计一个控制步进电机用的逻辑电路，使其工作于如图1所示的三相六拍状态。如果用“1”表示线圈通电，“0”表示线圈断电，设正转时控制输入端M＝1，反转时M＝0，则3个线圈ABC的状态转换图如图 2.2、具有校时功能的数字闹钟要求： （1）数字钟以一昼夜24小时为一计时周期；（2）有“时”、“分”数字显示，“秒”信号。驱动LED显示光点，将“时”、“分”隔开，显示情况如图3所示；（3）具校时功能，即：在需要时，用户可将数字钟拨至标准时间或其它所需时间；（4）在“0～23”小时内任意小时、任意分钟可有控制地起闹，每次起闹时间为3～5秒钟，或按使用者需要调定。
2.3、设计一个洗衣机控制器要求洗衣机实现如下运转（1）定时启动—〉正转20秒—〉暂停10秒—〉反转20秒—〉暂停10秒—〉定时不到，重复上面过程。（2）若定时到，则停止，并发出音响信号。（3）用两个数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机；洗涤过程由开始信号开始。（4）三只LED灯表示正转、反转、暂停三个状态。 2.4、音频小信号前置放大电路设计 设计音频小信号前置放大电路，并用合适软件模拟，。具体要求如下：（1）放大倍数Au≥1000； （2）通频带20Hz~20KHz； （3）放大电路的输入电阻RI≥1M，输出电阻RO＝600 （4）绘制频响扫描曲线。 说明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。 测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰峰值Vpp=10mv的条件进行测试（输入输出电阻通过设计方案保证）。 2.5、信号发生器设计 设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。输出信号的频率可通过开关进行设定，具体要求如下：1输出信号的频率范围为100Hz~2kHz，频率稳定度较高，2步进为100Hz。要求输出是正
模拟电子技术课程设计报告设计题目：直流稳压电源设计 专业电子信息科学与技术 班级电信092 学号 200916022230 学生姓名夏惜 指导教师王瑞 设计时间2010-2011学年上学期 教师评分 2010年月日
昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 目录 1.概述 (2) 1.1直流稳压电源设计目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 2.直流稳压电源设计的内容 (4) 2.1变压电路设计 (4) 2.2整流电路设计 (4) 2.3滤波电路设计 (8) 2.4稳压电路设计 (9) 2.5总电路设计 (10) 3.总结 (12) 3.1所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的12 3.3体会收获及建议 (12) 3.4参考资料（书、论文、网络资料） (13) 4.教师评语 (13) 5.成绩 (13)
昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 1.概述 电源是各种电子、电器设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分，直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。 直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压控制电路所组成，具有体积小，重量轻，性能稳定可等优点，电压从零起连续可调，可串联或关联使用，直流输出纹波小，稳定度高，稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能，是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给，才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低，电子设备本身耗供电造成不稳定因家。解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。 直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。 1.1直流稳压电源设计目的 （1）、学习直流稳压电源的设计方法； （2）、研究直流稳压电源的设计方案； （3）、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。 1.2课程设计的组成部分 1.2.1 设计原理
用矩阵方法使网孔分析法通解 黄明康 5030309754 F0303025 在网络电路的学习中，我们一般使用结点分析法与网孔分析法。我们知道他们有各自的用途，但其实如果使用得当，只用其中的一个方法就可以解所有目前已经可解得网络电路。而在我看来这得当的使用就是巧妙运用数学。之所以如此，我认为是因为结点分析法的基础ＫＣＬ与网孔分析法的基础ＫＶＬ是相容的，即可以用结点分析法的地方就可以用网孔分析法解题。 先来看个例子，从网孔分析法说起，如图（１）所示，是一个非常适合用结点分析法与网孔分析法解题的网络。 正如上课时所做的，我们用网孔分析法解之，以im1、im2、im3为支路电流列出回路的矩阵方程，方程如式（２）。
最左边的矩阵是各回路的电阻矩阵，解出此方程，再根据ＶＣＲ就能得出整个网路电路的各个参数。由于篇幅所限，也由于这已是大家皆知的常规方法，对于为何使用这种方法及其可用性、使用方法等在此不再冗述。 而我关心的是，这种方法是在这么一个可以说是完美的电路网络中运用的，所以一旦电路中的某个器件变了，可能使这种方法不可用。而其实上课时已经提出了这种问题，也给出了改进了的解题方法——运用网路电路的一些性质化解电路成可用网孔分析法的电路。 但这种方法在解题中会使不熟练的我不经意中掉入“陷阱”。我更愿意用以下的方法用数学解题，这样可以使我们不必太过计较概念。 对于我的方法，也请先看一个例子，如图（３）: 这样，这个电路就不能单纯的运用网孔分析法了。那么按之前所述，运用网路电路的一些性质化解电路成可用网孔分析法的电路，然后解之，正如图（４）
a 和图（４） b 中所示过程。 然后得出电阻网络矩阵方程，解出所要的量。 对于以上的例题，也有所谓的虚网孔电流法如式（５）： 其实，虚网孔电流法仅仅只是根据我们在网孔分析法的引出中得出的规律重新又列出了简单的方程组，这跟我们最初想要使用结点分析法和网孔分析法的初衷不符，初衷是按给出的网络电路图直接写出矩阵方程。这样就使我们可以更好的应对复杂的网络。 当然，也正是虚网孔电流法使我想起了网孔分析法的一般矩阵解法。仍就看图（３）：
课程设计报告 题目方波、三角波、正弦波信号 发生器设计 课程名称模拟电子技术课程设计 院部名称机电工程学院 专业10自动化 班级10自动化 学生姓名吉钰源 学号1004104001 课程设计地点 C206 课程设计学时 1周 指导教师赵国树 金陵科技学院教务处制成绩
目录 1、绪论 (3) 1.1相关背景知识 (3) 1.2课程设计目的 (3) 1.3课程设计的任务 (3) 1.4课程设计的技术指标 (3) 2、信号发生器的基本原理 (4) 2.1总体设计思路 (4) 2.2原理框图 (4) 3、各组成部分的工作原理 (5) 3.1 正弦波产生电路 (5) 3.1.1正弦波产生电路 (5) 3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (6) 3.2 正弦波到方波转换电路 (7) 3.2.1正弦波到方波转换电路图 (7) 3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (8) 3.3 方波到三角波转换电路 (9) 3.3.1方波到三角波转换电路图 (9) 3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理 (10) 4、电路仿真结果 (11) 4.1正弦波产生电路的仿真结果 (11) 4.2 正弦波到方波转换电路的仿真结果 (11) 4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (13) 5、电路调试结果 (13) 5.1正弦波产生电路的调试结果 (13) 5.2正弦波到方波转换电路的调试结果 (14) 5.3方波到三角波转换电路的调试结果 (14) 6、设计结果分析与总结 (15)
1、绪论 1.1相关背景知识 由于物理学的重大突破，电子技术在20世纪取得了惊人的进步。特别是近50年来，微电子技术和其他高技术的飞速发展，致使农业、工业、科技和国防等领域发生了令人瞩目的变革。与此同时，电子技术也正在改变着人们日常生活。在电子技术中，信号发生器是一种能够产生多种波形,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，可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。它是一种不可缺少的通用信号源。 1.2课程设计目的 通过本次课程设计所要达到的目的是：增进自己对模拟集成电路方面所学知识的理解，提高自己在模拟集成电路应用方面的技能，树立严谨的科学作风，培养自身综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过电路设计初步掌握工程设计方法，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，为后续课程的学习和今后从事的实际工作提供引导性的背景知识，打下必要的基础。 1.3课程设计的任务 ①设计一个方波、三角波、正弦波函数发生器； ②能同时输出一定频率一定幅度的三种波形：正弦波、方波和三角波； ③用±12V电源供电； 先对课程设计任务进行分析，及根据参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。然后运用仿真软件Multisim对电路进行仿真，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。仿真成功后，用实物搭建电路，进行调试，观测示波器输出的波形。 1.4课程设计的技术指标 ①设计、组装、调试信号发生器； ②输出波形：正弦波、方波、三角波； ③频率范围在10Hz~10000Hz范围内可调； ④比较器用LM339,运算放大器用LM324，双向稳压管用两个稳压管代替。
电子课程设计报告书写要 求 Prepared on 22 November 2020
电子课程设计报告书写要求 （以数字电子钟为例） 1、封面（按以前的封面格式） 2、任务书 3、正文 一、数字电子钟总体设计方案 依据数字电子钟的任务要求，设计的总体方案如图1-1所示 图1-1 数字电子钟总体方案 （下面对总体原理进行说明）。。。。。。 二、各模块原理设计和分析 1、时基电路模块设计 本设计的时基电路模块由两个独立分模块组成，一个是由555定时器和RC 构成的秒脉冲电路；另一个是由的晶振和CD4060构成的振荡器，分频器构成的2Hz时基电路。 （1）555构成的秒脉冲电路 设计的555秒脉冲电路如图2-1所示 （电路工作原理阐述。。。。。。） （画出555振荡波形参考课件，给图标2-2） 参数计算 （列出振荡周期表达式，给定R80、R81和C10参数计 算周期） （2）晶振和CD4060构成的振荡分频电路 本设计采用频率为的晶振和CD4060构成精确的时基电路，见图2-3。 电路原理。。。。。。
由于晶振的频率为=215Hz，通过CD4060的14级分频输出为2Hz，必须再经过一次2分频才能实现秒脉冲，设计的2分频电路如图2-4所示。。。。。。。 图 2-4 晶振秒脉冲时基电 路 2、计时电路模块设计 该模块分别由” 秒”计数电路、”分”计 数电路和”小时”计数电路构成；秒和分都是60进制，小时是24进制，设计采用CD4518做计数器。 （1） CD4518计数器分析 CD4518是双8421-BCD编码同步加法计数 器如图2-5所示。 。。。。。。 列出CD4518的功能表和时序图（2-6）和 文字说明 （2）60进制电路设计 分和秒都是60进制，电路原理和 结构相同。60进制电路如图2-7所示。 电路原理。。。。。。 （3）24进制电路设计
第二章 电路的暂态分析 一、 基本要求 1. 理解暂态过程的原因及换路定则； 2. 了解经典法分析一阶电路的暂态过程； 3. 能确定时间常数、初始值和稳态值三个要素，并了解其意义； 4. 熟练应用三要素法求一阶电路的公式； 5. 了解微分电路和积分电路。 二、 阅读指导 一般的讲，电路从一个稳态经过一定的时间到另一个稳态的物理过程称为过渡过程，和稳态相对应，电路的过渡过程称为暂态过程。由于电路的（开、闭、变动）换路，只要引起储能元件（C 、L ）上能量的变动，就会引起暂态过程。本章主要分析RC 和RL 一阶线性电路的暂态过程。只限于直流暂态电路。重点是RC 电路，RL 电路分析方法是一样的，可类推或自学。 1．几个概念 换路：换路是指电路的开、断或变动。一般设t =0时换路。 旧稳态：换路前电路的稳定状态。t =0-时，是指换路前（旧稳态）的最后瞬间。 新稳态：换路后电路的稳定状态。t =0+时，是指换路后（过渡过程）的最初瞬间。 2． 换路定则 由于暂态过程中储能元件的能量不能突变，故有： ) 0()0()0()0(+-+-==L L C C i i u u — 称换路定则。 换路定则表示换路瞬间，电容上的电压和电感上的电流不能突变，称不可突变量；而其它各量则不受能量的约束是可突变量。如电容上的电流等。 换路定则只适用于换路瞬间，利用它可以确定暂态过程中电容电压、电感电流的初始值。 3．初始值的确定 初始值是指+=0t 时各电压、电流的值。 求初始值步骤如下： 1) 在-=0t 的电路中，求出)0(-C u 或)0(-L i 不可突变量；由换路定律得出初始值 ， ) 0()0() 0()0(-+-+==L L C C i i u u 2) 在+=0t 的电路中，求其它可突变量的初始值。 注意： 在+=0t 电路中，把初始值)0(+C u 或)0(+L i 当电源处理。 换路前，如果储能元件没有储能，)0(+C u =0，)0(+L i =0，则在+=0t 的电路中，将电容元件短路， 电感元件开路。
石英晶体好坏检测电路设计 设计要求 1. 利用高频电子线路及其先修课程模拟电路的知识设计一个电子线路2．利用该电子线路的要求是要求能够检测石英晶体的好坏 3. 要求设计的该电子线路能够进行仿真 4. 从仿真的结果能够直接判断出该石英晶体的好坏 5. 能够理解该电子线路检测的原理 6. 能够了解该电子线路的应用 成果简介设计的该电子线路能够检测不同频率石英晶体的好坏。当有该石英晶体（又称晶振）的时候，在输出端接上一个示波器能够有正弦波形输出,而当没有 该晶振的时候，输出的是直流，波形是一条直线。所以利用该电路可以在使 用晶振之前对其进行检测。 报告正文 （1）引言： 在高频电子线路中，石英晶体谐振器（也称石英振子）是一个重要的高频部件，它广泛应用于频率稳定性高的振荡器中，也用作高性能的窄带滤波 器和鉴频器。其中石英晶体振荡器就是利用石英晶体谐振器作滤波元件构成 的振荡器，其振荡频率由石英晶体谐振器决定。与LC谐振回路相比，石英晶 体谐振器有很高的标准性，采用品质因数，因此石英晶体振荡器具有较高的 频率稳定度，采用高精度和稳频措施后，石英晶体振荡器可以达到很高的频 率稳定度。正是因为石英晶体谐振器的这一广泛的应用和重要性，所以在选 择石英晶体谐振器的时候，应该选择质量好的。在选择的时候要对该晶振检 测才能够知道它的好坏，所以要设计一个检测石英晶体好坏的电路。 （2）设计内容： 设计该电路的原理如下：
如下图所示，BX为待测石英晶体(又名晶振)，插入插座X1、X2，按下按钮SB，如果BX是好的，则由三极管VT1、电容器C1、C2等构成的振荡器工作，振荡信号从VT1发射极输出，经C3耦合到VD2进行检波、C4滤波，变成直流信号电压，送至VT2基极，使VT2导通，发光二极管H发光，指示被测石英晶体是好的。若H不亮，则表明石英晶体是坏的。适当改变C1、C2的容值，即可用于测试不同频率的石英晶体。 图一石英晶体好坏检测电路检测原理图 在上面的电路中，晶振等效于电感的功能，与C1和C2构成电容三点式振荡电路，振荡频率主要由C1、C2和C3以及晶振构成的回路决定。即由晶振电 抗X e 与外部电容相等的条件决定，设外部电容为C L ,则=0,其中C l 是C1、 C2和C3的串联值。 （3）电路调试过程： 首先是电路的仿真过程，该电路的仿真是在EWB软件下进行的，下面是将原图画到该软件后的截图：