课程设计任务书
目录
1. 数字电子设计部分 (1)
1.1 课程设计的目的与作用 (1)
1.2设计任务： (1)
1.2.1同步计数器 (1)
1.2.2串行序列信号检测器 (1)
1.3设计原理： (2)
1.3.1同步计数器 (2)
1.3.2串行序列信号检测器 (2)
1.4实验步骤： (3)
1.4.1同步计数器： (3)
1.4.2串行序列检测器 (6)
1.5设计总结和体会 (9)
1.6参考文献 (10)
2．模拟电子设计部分 (11)
2.1课程A设计的目的与作用 (11)
2.1.1课程设计 (11)
2.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (11)
2.2.1 设计任务：负反馈放大电路的基本框图 (11)
2.2.2 Multisim软件环境的介绍 (12)
2.3电路模型的建立 (15)
2.4理论分析及计算 (15)
2.4.1电路反馈类型的判断 (15)
2.4.2对电压串联负反馈电路的理论分析 (16)
2.5仿真结果分析 (19)
2.6设计总结和体会 (23)
2.7 参考文献 (24)
1. 数字电子设计部分
1.1课程设计的目的与作用
1．了解同步计数器及序列信号发生器工作原理；
2．掌握计数器电路的分析，设计方法及应用；
3．掌握序列信号发生器的分析，设计方法及应用；
4．学会正确使用JK触发器。
1.2设计任务：
1.2.1同步计数器
1. 使用设计一个循环型3位2进制同步减法计数器，其中无效状态为（000,111），组合
电路选用与门和与非门等。
2. 根据同步计数器原理设计减法器的电路图。
3. 根据电路原理图使用Multisim进行仿真。
4. 将电路图进行实际接线操作。
5. 检查无误后，测试其功能。
1.2.2串行序列信号检测器
1.使用设计一个序列信号检测器，其中序列为（1110），组合电路选用与门和与非门等。
2.根据序列发生检测器原理设计检测器的原理图。
3.根据电路原理图使用Multisim进行仿真。
4.将电路图进行实际接线操作。
5.检查无误后，测试其功能。
1.3设计原理：
1.3.1同步计数器
（1）计数器是用来统计输入脉冲个数电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序逻辑部件。计数器按长度可分为：二进制，十进制和任意进制计数器。计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。如果一个计数器既能完成累加技术功能，也能完成递减功能，则称其为可逆计数器。在同步计数器中，个触发器共用同一个时钟信号。时钟信号是计数脉冲信号的输入端、
（2）时序电路的分析过程：根据给定的时序电路，写出各触发器的驱动方程，输出方程，根据驱动方程带入触发器特征方程，得到每个触发器的词态方程；再根据给定初太，一次迭代得到特征转换表，分析特征转换表画出状态图。 （3）设计过程：设计流程如图1.3.1所示。
图1.3.1同步时序逻辑电路设计流程
1.3.2串行序列信号检测器
序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出1，否则输出0。由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置数的对应码
相同。在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。
1.4实验步骤：
1.4.1同步计数器：
（1）根据要求有其状态图如下1.4.1.1所示：
/Y
排列：Q 2n
Q 1n Q 0n
图1.4.1.1 减法器的状态图
（2）选择触发器，求时钟方程、输出方程、状态方程： ○
1选择触发器： 由于触发器功能齐全、使用灵活，在这里选用3个CP 下降沿触发的边沿JK 触发器（74LLS112芯片两个）。 ○
2求时钟方程： 采用同步方案，故取
CP 0=CP 1=CP 2=CP
CP 是整个要设计的时序电路的输入时钟脉冲。
○
3求输出方程： A ．确定约束项：
由所给题目有无效状态为000、111，其对应的最小项n
2n
1n
0Q Q Q 和Q 2
n
Q 1n Q 0
n
是约束
项。
Q2n Q1n Q0n由图1.4.1.1所示状态图所规定的输出与现态之间的逻辑关系，可以直接画出输出信号
Q
Y=n
n
1
n
2
Q
Q
Q
B.求状态方程：
由图1.4.1.1所示状态图所可直接画出如图1.4.1.3所示电路次态Q
2
n+1Q
1
n+1Q
n+1卡诺
（a）（c）
图1.4.1.4 各触发器次态的卡诺图
（a）1n
2
Q+的卡诺图（b）1
1
Q+n的卡诺图（c）1
Q+n的卡诺图
显然，由图1.4.1.4所示各触发器的卡诺图便可很容易的得到：
Q2n+1 = +
n
n
1
Q
Q Q2n Q1n = n
n
1
n
2
n
1
n
n
1
n
2
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q+
Q1n+1 = n
n
1
n
n
2
n
n
1
Q
Q
Q
Q
Q
Q+
+ = n
n
2
n
1
n
n
1
Q
Q
Q
Q
Q+
Q0n+1 = n
n
1
Q
Q+n
n
1
Q
Q = 0.
1.n
n
Q
Q+
(3)求驱动方程： JK 触发器的特性方程为： n n 1
n Q k Q J Q
+=+
变换状态方程，并比较特性方程求驱动方程： 1
J 0
= n 2n 01Q Q J = n 1n 02Q Q J =
1K 0= n 0
1Q K = n
1n 02Q Q K = （4）画逻辑电路图：
根据所选用的触发器和时钟方程、输出方程、驱动方程，便可画出如图所示的逻辑电路图。
图1.4.1.5 三位二进制减法器逻辑电路图
（5）检查电路能否自启动：
将无效状态010、110代入式Y=n
0n
1n
2Q Q Q 中进行计算，结果如下：
000 /0 100 /1 011（有效状态）
111 /0 000 /1 110 (有效状态）
可见，所设计的时序电路能够自启动。 （6） 实验仪器：
a ．数字原理实验系统一台；
b ．集成电路芯片：74LS112二片 74LS08一片 74LS00一片。 （7）实验结论：
经过实验可知，满足时序图的变化，且可以进行自启动。
现态Q n 为0，次态Q n+1 与j 有关与k 无关，即当Q n+1 由0变0时，j=0；Q n+1 由0变1时，j=1。
现态Q n 为1，次态Q n+1 与k 有关与j 无关，即当Q n+1 由1变0时，k=1；Q n+1 由1变1时，k=0。
1.4.2串行序列检测器
(1) 进行逻辑抽象，建立原始状态图：
图1.4.2.1 检测器的原始状态图
（2）进行状态分配，画出用二进制数编码后的状态表： a.因状态数M=3，所以n=2； b.进行状态编码，取
,000
=S ,011=S ,102=S 113=S
C ．画编码后的状态表，如图1.4.2.2所示：
（3） 选择触发器，求时钟方程、输出方程和状态方程： a ．选用两个CP 下降沿触发的边沿JK 触发器； b ．从用同步方案，即取 CP CP CP ==1
c ．求输出方程，图1.4.2.3是根据图1.4.2.2所示状态图的规定，画出的输出信号Y 的卡诺图，由图1.4.2.3可得 n XQ Y
1=
d ．求状态方程，按图1.4.2.2所示状态图得规定，可画出如图1.4.2.4所示的电路次态的卡诺图，图1.4.2.5所示是触发器次态的卡诺图: 图1.4.2.3 Y 的卡诺图 图1.4.2.4 电路次态的卡诺图
图1.4.2.2 编码后的状态表
图1.4.2.5 触发器次态的卡诺图
（a ）1
n 1Q +的卡诺图 （b ）1
n 0Q +的卡诺图
（4） 求状态方程和驱动方程：
由图1.4.2.5可得状态方程为：
n
1
n
0n
1n
1n
0n
0n
1n
1n 1n 1n
0n 1n 01n 1Q XQ XQ Q XQ X)(XQ Q XQ )Q (Q XQ XQ XQ Q +=++=++=+=+
n
n
1n
0n
0n
1n
1n
1n
0n 0n 0n 1n 0n 1n 1n 0n 11n 0Q XQ Q X Q XQ )XQ Q (X Q )
Q (Q XQ Q Q X XQ Q Q X Q +=++=++=+=+
JK 触发器的特性方程为：
n n 1
n Q k Q J Q +=+
变换状态方程，并比较特性方程求驱动方程： X
K XQ J 1n
1==
1
00XQ K X J ==
(5)画逻辑电路图：
图1.4.2.6 串行序列检测器的逻辑电路图
（6）所设计的检测器均为有效态。有上图可见，设计的电路能够良好的运行。
（7）实验仪器：
a．数字原理实验系统一台；
b．集成电路芯片：74LS112二片 74LS08一片 74LS00一片 74LS04一片 74LS11一片。
1.5设计总结和体会
经过本次课设让我们对常用逻辑元器件、数字电路及其系统的分析和设计学习有了进一步的了解和体会，使我又一次获得了数字电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下坚实基础。数字电子技术课设是学习电子技术的一个重要环节，对巩固理论知识、加深对数字电子技术课程内容的理解，培养理论联系实际的能力起很重要的作用。通过基本仪器的正确使用，元、器件参数测量，电路的连接、调试及故障排除，数据的记录、分析、总结等环节，培养进行科学实验的动手能力，严谨求实的科学研究作风，解决实际问题的能力。为后继的毕业设计乃至就业时的工作技能打下坚实的实践基础。
在本次课设中要求我们在掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能的基础上，能够进一步深入学习和接受电子技术新发展的能力，以及将所学知识用于本专业的能力。建立起系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识。
在本次课设中，我查阅了许多相关资料，经过多无数次调试、运行、修正等步骤，终于在拼搏数天后得出结果，设计出了串行输入检测器时序电路的电路图，当然也有老师的全方位指导和修改。通过此次时序电路的设计从中我们又一次学习了怎样使用Multisim 仿真软件，通过对Multisim仿真软件的学习是我看到平时看不到的情景，很受启发，这次设计中我进一步的了解学习并且掌握了串行输入检测器的原理。对以前学习中存在问题和漏洞进行了思考和补充。
1.6参考文献
[1] 《数字电子技术简明教程》余孟尝主编北京：高等教育出版社
[2] 《数字逻辑实验指导书》张丽萍、王向磊主编沈阳：沈阳理工信息学院数字逻辑
实验室
[3] 《电子电路实验及仿真》路勇主编北京：清华大学出版社
[4] 《电子电路测试与实验》朱定华主编北京：清华大学出版社
2．模拟电子设计部分
2.1课程设计的目的与作用
1.了解并学会使用Multisim软件；
2.掌握NPN型三极管在反馈电路中的应用；
3.分析在电压串联负反馈电路中引入级间反馈的区别；
4.进行电压串联负反馈放大电路频率响应的测试；
5.加深理解电压串联负反馈电路的组成及性能；
通过自己动手亲自设计和用Multisim软件来仿真电路，不仅能使我们对书上说涉及到的程序软件有着更进一步的了解和掌握，而且通过计算机仿真，避免了实际动手操作时机器带来的误差，使我们对上课所学到的知识也有更深刻的了解。
2.1.1课程设计
在Multisim中构建两级电压串联负反馈放大电路，如图2.3.1所示，其中两个三极管均为β=100，rbb＇＝300Ω，Cb＇c＝4pF，Cb＇e=41pF，通过引入电压串联负反馈前后电路的特性分析其区别。
2.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍
2.2.1 设计任务：负反馈放大电路的基本框图
图2.2.1
2.2.2 Multisim软件环境的介绍
NI Multisim 10 是美国NI公司最近推出的电子线路仿真软件的最新版本。NI Multisim 10 用软件的方法虚拟电子与电工元器件以及电子与电工仪器和仪表，通过软件将元器件和仪器集合为一体。它是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
NI Multisim 10 的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用。同时可以新建或扩展已有的元器件库，建库所需元器件参数可从生产厂商的产品使用手册中查到，因此可很方便地在工程设计中使用。NI Multisim 10的虚拟测试仪器表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源等等；还有一般实验室少有或者没有的仪器，如波特图仪、数字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪, 安捷伦多用表，安捷伦示波器、以及泰克示波器等。
NI Multisim 10具有详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析、稳态分析等各种电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。它还可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微机接口电路等。NI Multisim 10具有强大的Help功能，其Help系统不仅包括软件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的功能说明。Help中这种元器件功能说明有利于使用NI Multisim 10进行CAI教学。
利用NI Multisim 10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可以方便地对电路参数进行测试和分析；可以直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
图2.2.0 Multisim的开始进入界面
1.启动Multisim 10后，将出现如图
2.2.1所示的界面。
界面由多个区域构成：菜单栏，各种工具栏，电路输入窗口，状态条，列表框等。
通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的观测和分析。用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。
图2.2.1 Multisim的菜单界面
2.虚拟仪器及其使用
对电路进行仿真运行，通过对运行结果的分析，判断设计是否正确合理，是EDA软件的一项主要功能。为此，Multisim为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，可以从Design工具栏Instruments工具栏，或用菜单命令（Simulation/ instrument）选用这11种仪表，如图 2.2.2所示。在选用后，各种虚拟仪表都以面板的方式显示在电路中。
图2.2.2 Multisim虚拟仪表图
3.Multisim为用户提供了丰富的元器件，并以开放的形式管理元器件，使得用户能够自己添加所需要的元器件，如图 2.2.3所示的界面。
图2.2.3 Multisim元器件界面图
4.将元器件连接成电路
在将电路需要的元器件放置在电路编辑窗口后，用鼠标就可以方便地将器件连接起来。方法是：用鼠标单击连线的起点并拖动鼠标至连线的终点。在Multisim中连线的起
点和终点不能悬空。
2.3电路模型的建立
3kΩVCC 12V
图2.3.1 电压串联负反馈放大电路的电路原理图
2.4理论分析及计算
2.4.1电路反馈类型的判断
由图2.4.1所示，为了判断放大电路中引入的反馈，假设将输出端交流短路，（即令输出电压等于零），此时并没有信号反馈，所以为电压反馈。
反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中以电压形式求和（即反馈信号与输入信号串联），所以为串联反馈。
利用瞬时极性法，假设加上一个瞬时极性为正的输入电压，如图所示，可以得出，该放大电路为负反馈。
所以综上所述，该放大电路为电压串联负反馈放大电路。
3kΩ
图2.4.1 电压串联负反馈放大电路的电路原理图
2.4.2对电压串联负反馈电路的理论分析
(1)对静态工作点的分析： VT 1:
图2.4.2.1 电压串联负反馈放大电路的电路静态工作点的理论图（一）
U BQ1=
V
.Rb Rb Rb Vcc 2210
212
111211=?+=+
U EQ1=U BQ1-U BEQ1=1.3V
U CQ1=Vcc-I EQ1Rc 1=9V
EQ1I =
≈+-12
11BE
BQ1Re Re U U I CQ1=2-0.7/0.3+1=1mA BQ1I =mA .βI CQ 01010011
==
VT 2
:
图2.4.2.2 电压串联负反馈放大电路的电路静态工作点的理论图（二）
BQ2U =
V .Rb Rb Rb Vcc
2121
223=+
U EQ2=U BQ2-U BEQ2=2.3V U CQ2=Vcc-I EQ2Rc=7.7V
BQ2I =mV
I CQ 3.22
=β
EQ2I =
≈-2
BE
2BQ Re U U I CQ2=2.3mA 由以上计算可以得出，理论分析值与仿真出的结果完全吻合。
成绩评定表
课程设计任务书
目录 1. 课程设计的目的与作用 (1) 1.1课程设计的目的 (1) 1.1课程设计的作用 (1) 2设计任务及所用Multisim软件环境介绍 (2) 2.1设计任务 (2) 2.2 Multisim软件环境介绍 (2) 3 电路模型的建立 (4) 4 理论分析及计算 (6) 5 仿真结果分析 (7) 5.1无极间反馈 (7) 5.2加入极间反馈 (10) 6 设计总结和体会 (14) 7 参考文献 (14)
1. 课程设计的目的与作用 1.1课程设计的目的 学习电压串联负反馈电路，掌握电压串联负反馈电路的工作原理。通过对它的学习，对负反馈对放大电路性能的影响有进一步的理解和掌握，学会对其进行静态分析、动态分析等相关运算，利用Multisim软件对电压串联负反馈电路仿真实现。 根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用Multisim软件模拟出电压串联负反馈电路课后练习题，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作，记录结果和数据；与此同时，更好的应用于以后的学习与工作中，切实对自身能力的提高有所帮助。 1.1课程设计的作用 模拟电子技术课程设计是在“模拟电子技术”课程之后,集中安排的重要实践性教学环节。学生运用所学的知识,动脑又动手,在教师指导下,结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验,培养学生分析、解决实际电路问题的能力。该课程的任务是使学生掌握数字电子技术方面的基本概念、基本原理和基本分析方法，重点培养学生分析问题和解决问题的能力，初步具备电子技术工程人员的素质，并为学习后继课程打好基础。 课程设计师某门课程的总结性教学环节，会死培养学生综合运用本门课程及有关选修课的基本知识去解决某一实际问题的训练，加深课程知识的理解。在真个教计划中，它起着培养学生独立工作能力的重要作用。设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
自测题5 一、填空题 1．图T5-1所示理想反馈模型的基本反馈方程是A f＝（）＝（）=（）。 2．图T5-1中开环增益A与反馈系数B的符号相同时为（）反馈，相反时为（）反馈。 3．图T5-1若满足条件（），称为深度负反馈，此时x f≈（）,A f≈（）。 4．根据图T5-1，试用电量x（电流或电压）表示出基本反馈方程中的各物理量： 开环增益A=（），闭环增益A f＝（），反馈系数B=（），反馈深度F=（），环路传输函数T＝（）. 图T5-1 5．负反馈的环路自动调节作用使得（）的变化受到制约。 6．负反馈以损失（）增益为代价，可以提高（）增益的稳定性；扩展（）的通频带和减小（）的非线性失真。这些负反馈的效果的根本原因是（）。 7．反馈放大器使输入电阻增大还是减小与（）和（）有关，而与（）无关。 8．反馈放大器使输出电阻增大还是减小与（）和（）有关，而与（）无关。 9．电流求和负反馈使输入电阻（），电流取样负反馈使输出电阻（）。 10．若将发射结视为净输入端口，则射极输出器的反馈类型是（）负反馈，且反馈系数B＝（）。 解： 1、，， 2、负，正 3、，， 4、，，，， 5、取样信号 6、闭环、闭环、闭环增益、取样信号、负反馈环路的自动调节功能使取样信号的变化受到制约 7、求和方式、反馈极性，取样方式 8、取样方式、反馈极性，求和方式 9、减小、增加 10、电压串联、1 二、单选题 1．要使负载变化时，输出电压变化较小，且放大器吸收电压信号源的功率也较少，可
以采用（）负反馈。 A. 电压串联 B.电压并联 C.电流串联 D.电流并联 2．某传感器产生的电压信号几乎没有带负载的能力（即不能向负载提供电流）。要使经放大后产生输出电压与传感器产生的信号成正比。放大电路宜用（）负反馈放大器。 A. 电压串联 B. 电压并联 C. 电流串联 D. 电流并联 3．当放大器出现高频（或低频）自激时，自激振荡频率一定是（）。 A. 特征频率 B. 高频截止频率 C. 相位交叉频率 D 增益交叉频率 解： 1、A 理由：电压取样负反馈使输出电阻减小，故负载变化时，输出电压变化会因此减小。 电流求和负反馈（串联）使输入电阻增加，故可使放大器因此而吸收电压信号源的功率减小。 2、A 理由：采用电流求和（串联）负反馈，使输入电阻增大，从而传感器电压信号对放大器提供电流很小；采用电压取样负反馈可以稳定电压增益，保证了输出电压与传感器输入电压成正比。 3、C 理由：相位交叉频率其实也就是满足自激振荡相位条件的频率。 三、在图T5－2所示电路中，为深反馈放大器，已知 为两个输出端。求（1）若从输出，试判别反馈组态，并估算； （2）若从输出，重复（1）的要求； （3）若将减小，反馈强弱有何变化？若时，。 图T5－2 解： （1）从或输出时，从极性上看，因为构成反馈元件，且与串接，则为负反馈，从输出构成电流串联负反馈，把反馈网络分离出来，见图(b) (2)从输出时为电压串联负反馈，见图（c）因为与并接，取自 同样把反馈支路分离出来，见图（d），可得
实验报告 实验名称：电压串联负反馈放大电路 实验目的： 1.了解反馈放大器的分类和判别方法 2.加深理解负反馈对放大器性能的改善作用 3.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法 实验仪器： 1. 直流稳压电源 2. 函数信号发生器 3. 数字示波器 4. 串联电压负反馈放大电路板 实验原理： 1.反馈放大电路的概念与分类： 将放大器电路的输出的电信号（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的方式（烦馈网络）引回到放大器输入电路中，并与输入信号一起参与控制的电路称为反馈放大电路。（如下图1-10） 从反馈的极性划分，反馈分为正反馈和负反馈。 负反馈削弱了净输入信号，降低了放大电路的增益，但负反馈的引入改善了放大器的性能。比如负反馈提高了放大器电路的工作稳定性，减小了非线性失真，抑制了内部
的噪声和干扰，展宽通频带。 正反馈增强了净输入信号，在信号产生电路中有着广泛的使用。 按照反馈网络对输出信号的采样划分，分为电压反馈和电流反馈。 按照反馈信号和输入信号在输入回路中的连接方式，分为串联反馈和并联反馈。 本实验使用并联电压放大电路。 2. 负反馈网络的性能参数和对开环电路的影响 如上图1-10，设X 为输入信号，表示电压或电流，i X 表示输入信号，f X 表示反馈信号，则净输入信号X ∑ =i X -f X 。 开环放大器的放大倍数（开环增益为）： 00X A X ∑= 反馈网络的反馈系数为 0f X F X = 所以反馈放大器的放大倍数即闭环增益为：0of i X A X ==00 1A FA + 可见，加入负反馈放大器的增益减小了01FA +倍。令反馈深度D=01FA +，把FA 称为环路增益。当01FA +>>1时，称为深度反馈。得到： 0111f A FA F =≈+，可见在深度反馈中，放大系数取决于反馈网络决定的反馈系数，几乎与开环放大电路无关。而反馈网络通常由性能稳定的无源原件R ，C 组成，所以负反馈放大器较开环放大器较为稳定。 参数D 可直观显示反馈电路对放大电路的影响： 稳定性的影响： 开环放大电路稳定性为00 A A δ?=，闭环放大电路为00f f f A A D δδ?==，稳定性提高了D 倍。 负反馈电路可以展宽放大电路的通频带： 设开环放大电路的上限截止频率和下限截止频率分别为H f 和L f 。而在加入反馈电路后，上限截止频率扩大为原来的D 倍，下限截止频率缩小了D 倍。 对输入输出电阻的影响：
目录 1 课程设计的目的与作用 (1) 2 设计任务 (1) 3 设计原理 (2) 3.1三位二进制加法计数器 (2) 3.2全加器 (2) 3.3用集成芯片设计一个140进制的加法器 (2) 4实验步骤 (3) 4.1加法计数器 (3) 4.2全加器 (6) 4.3用集成芯片设计一个140进制的加法器 (7) 5仿真结果分析 (8) 6设计总结 (9) 7参考文献 (9)
1课程设计的目的与作用 （1）了解同步计数器及序列信号发生器工作原理； （2）掌握计数器电路的分析，设计方法及应用； （3）掌握序列信号发生器的分析，设计方法及应用 2 设计任务 2.1加法计数器 （1）设计一个循环型3位2进制加法计数器，其中无效状态为（000，001），组合电路选用与门和与非门等。 （2）根据自己的设计接线。 （3）检查无误后，测试其功能。 2.2全加器 （1）设计一个全加器，选用一片74LS138芯片设计电路。 （2）根据自己的设计接线。 （3）检查无误后，测试其功能。 2.3 140进制的加法器 （1）设计一个140进制加法器并显示计数，选用两片74L163芯片设计电路。 （2）根据自己的设计接线。 （3）检查无误后，测试其功能。
3 设计原理 3.1加法计数器 1.计数器是用来统计输入脉冲个数电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序逻辑部件。计数器按长度可分为：二进制，十进制和任意进制计数器。计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。如果一个计数器既能完成累加技术功能，也能完成递减功能，则称其为可逆计数器。在同步计数器中，个触发器共用同一个时钟信号。 2.时序电路的分析过程：根据给定的时序电路，写出各触发器的驱动方程，输出方程，根据驱动方程带入触发器特征方程，得到每个触发器的次态方程；再根据给定初态，一次迭代得到特征转换表，分析特征转换表画出状态图。 3.CP是输入计数脉冲，所谓计数，就是记CP脉冲个数，每来一个CP脉冲，计数器就加一个1，随着输入计数脉冲个数的增加，计数器中的数值也增大，当计数器记满时再来CP脉冲，计数器归零的同时给高位进位，即要给高位进位信号。 3.2全加器 1.74LS138有三个输入端：A0,A1，A2 和八个输出端Q0-Q7. 3个使能输入端口分是STB,STC,STA,只有当STB=STC=0，STA=1时，译码器才能正常工作，否则译码器处于禁止状态，所有输出端为高电平。 2. 以处理低位进位，并输出本位加法进位。多个全加器进行级联可以得到多位全加器 3.3用集成芯片设计一个140进制的加法器 选取两片74LS163芯片设计140进制加法计数器。74LS163具有以下功能： A 异步清零功能 当0 CR时，其他输入信号都不起作用，由时钟触发器的逻 = = CR时，计数器清零。在0 R复位计数器也即使异步清辑特性知道，其异步输入端信号是优先的，0 = CR正是通过D 零的。
1 三位二进制同步减法计数器的设计(000、010) 1.1 课程设计的目的 1、学会利用触发器和逻辑门电路，实现六进制同步减法计数器的设计 2、学会掌握并能使用常用芯片74LS112、74LS08芯片的功能 3、学会使用实验箱、使用软件画图 4、了解计数器的工作原理 1.2 设计的总体框图 1.3 设计过程 1逻辑抽象分析 CP为输入的减法计数脉冲，每当输入一个CP脉冲，计数器就减一个1，当不够减时就向高位借位，即输出借位信号。当向高位借来1时应当为8，减一后为7。状态图中，状态为000输入一个CP脉冲，不够减，向高位借1当8，减1后剩7，计数器的状态应由000转为111，同时向高位输出借位信号，总体框图中C为借位信号。 2状态图 状态000、010为无效状态，据分析状态图为： /0 /0 /0 /0 /0 001011100101110111 /1
3 选择触发器，求时钟方程、输出方程和状态方程 ● 选择触发器 由于状态数M=6，触发器的个数n 满足122n n M -≤≤，故n 的取值为3。选用3个 下降沿触发的JK 触发器。 ● 求时钟方程 因为是同步，故012CP CP CP CP === ● 求输出方程 1.3.1 输出C 的卡诺图 根据输出C 的卡诺图可得输出方程为 C=Q 2n Q 1n ● 求状态方程 计数器的次态的卡诺图为
1.3.2 次态210n n n Q Q Q 的卡诺图 各个触发器的次态卡诺图如下： 1.3.3 2n Q 次态卡诺图 1.3.4 1n Q 的次态卡诺图
1.3.5 0n Q 的次态卡诺图 根据次态卡诺图可得次态方程为： Q 2n+1=Q 1n Q 0n +Q 2n Q 1n Q 1n+1= Q 1n Q 0n + Q 2n Q 1n + Q 2n Q 1n Q 0n Q 0n+1 =Q 2n +Q 0n 4 求驱动方程 Q 2n+1 =Q 1n Q 2n + Q 0n Q 1n Q 2n Q 1n+1=Q 0n Q 2n Q 1n +Q 0n Q 2n Q 1n Q 0n+1=Q 2n Q 0n +Q 2n Q 0n 驱动方程是： J 0 = Q 2n K 0 =Q 2n J 1 =Q 0n Q 2n K 1= Q 0n Q 2 J 2 = Q 1n K 2=Q 0n Q 1n 5 检查是否能自启动 将无效状态100、101分别代入输出方程、状态方程进行计算，结果如下：
目录 1课程设计的目的与作用 (1) 2设计任务 (1) 2.1同步计数器 (1) 2.2序列信号发生器 (1) 3设计原理 (1) 3.1同步计数器 (1) 3.1.1加法计数器 (2) 3.1.2减法计数器 (2) 3.1.3用集成芯片设计一个256进制的加法器 (2) 3.2序列信号发生器 (3) 4实验步骤 (3) 4.1同步计数器 (3) 4.1.1加法计数器 (4) 4.1.2减法计数器 (7) 4.1.3用集成芯片设计一个256进制的加法器 (10) 4.2序列信号发生器 (11) 5设计总结与体会 (14) 6参考文献 (15)
1课程设计的目的与作用 1.了解同步计数器及序列信号发生器工作原理； 2.掌握计数器电路的分析，设计方法及应用； 3.掌握序列信号发生器的分析，设计方法及应用； 2设计任务 2.1同步计数器 1.使用设计一个循环型3位2进制加法计数器，其中无效状态为（001，010），组合电路 选用与门和与非门等。 2.根据自己的设计接线。 3.检查无误后，测试其功能。 2.2序列信号发生器 1.使用设计一个能循环产生给定序列的序列信号发生器，其中发生序列（1000001），组 合电路选用与门和与非门等。 根据自己的设计接线。 2.检查无误后，测试其功能。 3设计原理 3.1同步计数器 （1）计数器是用来统计输入脉冲个数电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序逻辑部件。计数器按长度可分为：二进制，十进制和任意进制计数器。计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。如果一个计数器既能完成累加技术功能，也能完成递减功能，则称其为可逆计数器。在同步计数器中，个触发器共用同一个时钟信号。 （2）时序电路的分析过程：根据给定的时序电路，写出各触发器的驱动方程，输出方程，
放大电路负反馈的原理特点 一、提高放大倍数的稳定性 引入负反馈以后，放大电路放大倍数稳定性的提高通常用相对变化量来衡量。 因为： 所以求导得： 即： 二、减小非线性失真和抑制噪声 由于电路中存在非线性器件，会导致输出波形产生一定的非线性失真。如果在放大电路中引入负反馈后，其非线性失真就可以减小。 需要指出的是：负反馈只能减小放大电路自身产生的非线性失真，而对输入信号的非线性失真，负反馈是无能为力的。 放大电路的噪声是由放大电路中各元器件内部载流子不规则的热运动引起的。而干扰来自于外界因素的影响，如高压电网、雷电等的影响。负反馈的引入可以减小噪声和干扰，但输出端的信号也将按同样规律减小，结果输出端的信号与噪声的比值（称为信噪比）并没有提高。 三、负反馈对输入电阻的影响 由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，所以引入负反馈后，在低频区和高频区放大倍数的下降程度将减小，从而使通频带展宽。 引入负反馈后，可使通频带展宽约（1+AF）倍。 四、负反馈对输入电阻的影响 （a）串联反馈（b）并联反馈
图1 求输入电阻 1、串联负反馈使输入电阻提高 引入串联负反馈后，输入电阻可以提高（1+AF）倍。即： 式中：ri为开环输入电阻 rif为闭环输入电阻 2、并连负反馈使输入电阻减小引入并联负反馈后，输入电阻减小为开环输入电阻的 1/(1+AF )倍。 即： 五、负反馈对输出电阻的影响 1、电压负反馈使输出电阻减小 放大电路引入电压负反馈后，输出电压的稳定性提高了，即电路具有恒压特性。 引入电压负反馈后，输出电阻rof减小到原来的1/（1+AF）倍。 2、电流负反馈使输出电阻增大 放大电路引入电流负反馈后，输出电流的稳定性提高了，即电路具有恒流特性。 引入电流负反馈后，使输出电阻rof增大到原来的（1+AF）倍。 3、负反馈选取的原则 （1）要稳定静态工作点,应引入直流负反馈。 （2）要改善交流性能，应引入交流负反馈。 （3）要稳定输出电压，应引入电压负反馈； 要稳定输出电流，应引入电流负反馈。 （4）要提高输入电阻，应引入串联负反馈； 要减小输入电阻，应引入并联负反馈。 六、深度负反馈的特点 1、串联负反馈的估算条件 反馈深度（1+AF）>>1的负反馈，称为深度负反馈。通常，只要是多级负反馈放大电路，都可以认为是深度负反馈.此时有： 因为：， 所以：xi≈xf 估算条件：
电工电子实验报告 学生姓名： 学生学号： 系别班级： 报告性质： 课程名称：电工电子实验实验项目：负反馈放大器实验地点： 实验日期： 成绩评定： 教师签名：
实验四 负反馈放大器 一、实验目的 加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。 二、实验原理 负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。 负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。 1、图4－1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端，加在晶体管T 1的发射极上，在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。 主要性能指标如下 1) 闭环电压放大倍数 V V V Vf F A 1A A += 其中 A V ＝U O ／U i — 基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大 倍数。
图4－1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器 2) 反馈系数 F1 f F1 V R R R F += 3) 输入电阻 R if ＝(1＋A V F V )R i R i — 基本放大器的输入电阻 4) 输出电阻 V VO O Of F A 1R R += R O — 基本放大器的输出电阻 A VO — 基本放大器R L ＝∞时的电压放大倍数 1) 在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令u O ＝0，此时 R f 相当于并联在R F1上。 2) 在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输入端（T 1 管的射极）开路，此时（R f ＋R F1）相当于并接在输出端。可近似认为R f 并接在输出端.
实验二含异步清零和同步使能的加法计数器 一、实验目的 1、了解二进制计数器的工作原理。 2、进一步熟悉QUARTUSII软件的使用方法和VHDL输入。 3、时钟在编程过程中的作用。 二、实验原理 二进制计数器中应用最多、功能最全的计数器之一，含异步清零和同步使能的加法计数器的具体工作过程如下： 在时钟上升沿的情况下，检测使能端是否允许计数，如果允许计数（定义使能端高电平有效）则开始计数，否则一直检测使能端信号。在计数过程中再检测复位信号是否有效（低电平有效），当复位信号起作用时，使计数值清零，继续进行检测和计数。 其工作时序如图3-1所示： 图3-1 计数器的工作时序 三、实验内容 本实验要求完成的任务是在时钟信号的作用下，通过使能端和复位信号来完成加法计数器的计数。实验中时钟信号使用数字时钟源模块的1HZ信号，用一位拨动开关K1表示使能端信号，用复位开关S1表示复位信号，用LED模块的LED1～LED11来表示计数的二进制结果。实验LED亮表示对应的位为‘1’，LED灭表示对应的位为‘0’。通过输入不同的值模拟计数器的工作时序，观察计数的结果。实验箱中的拨动开关、与FPGA的接口电路，LED灯与FPGA的接口电路以及拨动开关、LED与FPGA的管脚连接在实验一中都做了详细说明，这里不在赘述。 数字时钟信号模块的电路原理如图3-2所示，表3-1是其时钟输出与FPGA的管脚连接表。
图3-2 数字时钟信号模块电路原理 信号名称对应FPGA管脚名说明 DIGITAL-CLK A14数字时钟信号送至FPGA的A14 表3-1 数字时钟输出与FPGA的管脚连接表 按键开关模块的电路原理如图3-3所示，表3-2是按键开关的输出与FPGA的管脚连接表。 图3-3 按键开关模块电路原理 信号名称FPGA I/O名称核心板接口管脚号功能说明S[0]PIN_AF5JP1_91‘S1’ Switch S[1]PIN_AH6JP1_93‘S2’ Switch S[2]PIN_AH7JP1_95‘S3’ Switch S[3]PIN_AH8JP1_97‘S4’ Switch S[4]PIN_AG10JP1_99‘S5’ Switch S[5]PIN_AG11JP1_101‘S6’ Switch S[6]PIN_AH14JP1_90‘S7’ Switch S[7]PIN_AG7JP1_92‘S8’ Switch
湖北科技学院计算机科学与技术学院 《电路与电子技术》实验报告学号姓名实验日期： 实验题目：电压串联负反馈放大电路 【实验目的】 1．加深理解负反馈对放大电路性能的影响 2．掌握放大电路开环与闭环特性的测试方法 【实验器材】 模拟电子线路实验箱一台 双踪示波器一台 万用表一台 连线若干 其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“电压串联负反馈放大电路”模板。 【实验原理】 1．参考电路如图1-1所示。 负反馈有四种类型：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。本实验电路由两级共射放大电路引入电压串联负反馈，构成负反馈放大器。其中反馈电阻RF=10KΩ。 2．电压串联负反馈对放大器性能的影响 （1）引入负反馈降低了电压放大系数
式中，是反馈系数，，是放大器不引入级间反馈 时的电压放大倍数（即，但要考虑反馈网络阻抗的影响），其值可由图1-2所示的交流等效电路求出。 设，则有 式中：第一级交流负载电阻 第二级交流负载电阻 从式中可知，引入负反馈后，电压放大倍数比没有负反馈时的电压放大倍数降低了（）倍，并且愈大，放大倍数降低愈多。 图1-2 （2）负反馈可提高放大倍数的稳定性
该式表明：引入负反馈后，放大器闭环放大倍数的相对变化量比开环放大倍数的 相对变化量减少了（1 AF ）倍，即闭环增益的稳定性提高了（1 AF ）倍。 （3）负反馈可扩展放大器的通频带 引入负反馈后，放大器闭环时的上、下截止频率分别为： 可见，引入负反馈后，向高端扩展了倍，从而加宽了通频带。 （4）负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响 负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响比较复杂。不同的反馈形式，对阻抗的影响不一样。一般而言，串联负反馈可以增加输入阻抗，并联负反馈可以减小输入阻抗；电压负反馈将减小输出阻抗，电流负反馈可以增加输出阻抗。图1-1电路引入的是电压串联负反馈，对整个放大器电路而言，输入阻抗增加了，输出阻抗降低了。它们的增加和降低程度与反馈深度（1 AF ）有关，在反馈环内满足 （5）负反馈能减小反馈环内的非线性失真 综上所述，在放大器引入电压串联负反馈后，不仅可以提高放大器放大倍数的稳定性，还可以扩展放大器的通频带，提高输入电阻和降低输出电阻，减小非线性失真。 【实验内容】 1、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试 (1)开环电路 ①按图1-1接线，F R 先不接入。 ②输入端接入KHz f mV V i 1,1==的正弦波（注意输入mV 1信号采用输入端衰减法）。调整接线和参数使输出不失真且无振荡。 ③按表2.1要求进行测量并填表。 ④根据实测值计算开环放大倍数。 (2).闭环电路 ①接通f R 。 ②按表2.1要求测量并填表，计算vf A 。
一．电压串联负反馈： 图Z0303（a）为两级电压串联负反馈放大电路，图（b）是它的交流等效电路方框图。 1．反馈类型的判断 （1）找出联系输出回路与输入回路的反馈元件。图Z0303（a）中Rf、Cf、Re1是联系输出回路与输入回路的元件，故Rf、Cf、Re1是反馈元件，它们组成反馈网络，引入级间反馈。 （2）判断是电压反馈还是电流反馈。 可用两种方法来判别，一是反馈网络直接接在放大电路电压输出端，故为电压反馈；二是令Uo = 0，因Uf由Rf、Re1 对Uo分压而得，故Uf= 0反馈消失，所以为电压反馈； （3）判别是串联反馈还是并联反馈。 由图Z0303（a）可以看出：Ube = Ui - Uf 即输入端反馈信号与输入信号以电压形式相迭加，故为串联反馈，也可令Ui＝0，此时Uf仍能作用到放大电路输入端，故为串联反馈；还可以根据反馈信号引至共射电路发射极则为串联反馈。 （4）判别反馈极性。 假定Ui为+，则经两级共射电路放大后，Uo为+，经Rf与Re1 分压得到的Uf也为+，结果使得放大电路有效输入信号减弱，故为负反馈。 综上判断结果、该电路为电压串联负反馈放大电路。 2、反馈对输出电量的稳定作用 放大电路引入电压负反馈后，能够使输出电压稳定。任何外界因素引起输出电压不稳时，输出电压的变化将通过反馈网络立即回送到放大电路的输入端，并与原输入信号进行比较，得出与前一变化相反的有效输人信号，从而使输出电压的变化量得到削弱，输出电压便趋于稳定。 可见，负反馈使放大电路具有了自动调节能力。电压负反馈能够稳定输出电压。 3、信号源内阻对串联反馈效果的影响 由上面的讨论可见，对串联反馈Ube = Ui - Uf ，显然，UI越稳定，Uf 对Ube 的影响就越强，控制作用就越灵敏。当信号源内阻Rs = 0时，信号源为恒压源，Us就为恒定值，则Uf的增加量就全部转化为Ube 的减小量，此时，反馈效果最强。因此，串联反馈时，Rs 越小越好，或者说串联反馈适用于信号源内阻Rs 小的场合。 4、放大倍数及反馈系数的含义 对电压串联负反馈电路， Xi = Ui， Xo = Uo，Xf = Uf 故： AUf、FU，分别称为闭环电压放大倍数和电压反馈系数。
第四章放大电路中的负反馈习题 4.1 判断图4-24所示各电路中有无反馈？是直流反馈还是交流反馈？哪些构成了级间反馈？哪些构成了本级反馈？ 4.1解答： （a）R e1：本级直流反馈 R e2：本级交直流反馈 R f,C f：级间交流反馈（因为直流 信号被C f隔直） （b）Re：本级直流反馈 R b：本级直流反馈（因为交流信号被C2 短路到地） （c）R R e2 ：本级交直流反馈 R e3：本级直流反馈（因为交流被C3短路） R f：级间交直流反馈 （d）R1,R2,R3为级间交直流反馈 R3：本级交直流反馈
4-1解答续： （e）R2,R4：本级交直流反馈 R L,R6：为级间交直流反馈 （f）R e ：本级直流反馈（∵交流信号被C e短路）R1, R2 ：本级直流反馈（∵交流信号被C短路到地） （g）R1, R2 ：级间交直流反馈 （h）(i) R e2 ：本级直流反馈 R e1, R e3 ：级间交流反馈 （ii）R f1, R b ：级间交直流反馈 R f2, R e1 ：级间交直流反馈
4.2指出图4-24所示各电路中反馈的类型和极性，并在图中标出瞬时极性以及反馈电压或反馈电流。 （a）解答：R f,C f引入电压并联交流负反馈 瞬间极性如图示：∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （b）解答，R b引入电压并联直流负反馈，瞬时极性如图示 ∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （C）解答：R f, R e1 ：引入电压串联交流正反馈（∵直流被C2隔直），瞬时极性如图示：U be=U i+U f, U f与U i极性相同，故为正反馈 (d)解答：R1，R2引入电压串联交直流正反馈，瞬时极性如图示： U ' i=U i+U f, U f与U i极性相同，故为正反馈 （e）解答：R L,R6 引入电流串联交直流负反馈,（即ΔU i=（U+-U i）↓）（即同相端与反相端电位差下降，∴为负反馈） （f）解答：R1，R e 引电容并联直流负反馈（交流被C短路到地）瞬时极性为图示（因I b↓=I i-I f ↑）I f上升，I b下降 （g）解答：R1，R2引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性如图示：∵I b↓=I i-I f↑ （h）(i)解答：R b ， R f1引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （ii）解答：R f2, R e1引入电流串联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵U be↓=U i-U f2↑= U i-U e1↑（U e1上升，U be下降） ∴为负反馈
课程设计任务书
目录 1. 数字电子设计部分 (1) 1.1 课程设计的目的与作用 (1) 1.2设计任务： (1) 1.2.1同步计数器 (1) 1.2.2串行序列信号检测器 (1) 1.3设计原理： (2) 1.3.1同步计数器 (2) 1.3.2串行序列信号检测器 (2) 1.4实验步骤： (3) 1.4.1同步计数器： (3) 1.4.2串行序列检测器 (6) 1.5设计总结和体会 (9) 1.6参考文献 (10) 2．模拟电子设计部分 (11) 2.1课程A设计的目的与作用 (11) 2.1.1课程设计 (11) 2.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (11) 2.2.1 设计任务：负反馈放大电路的基本框图 (11) 2.2.2 Multisim软件环境的介绍 (12) 2.3电路模型的建立 (15) 2.4理论分析及计算 (15) 2.4.1电路反馈类型的判断 (15) 2.4.2对电压串联负反馈电路的理论分析 (16) 2.5仿真结果分析 (19) 2.6设计总结和体会 (23) 2.7 参考文献 (24)
1. 数字电子设计部分 1.1课程设计的目的与作用 1．了解同步计数器及序列信号发生器工作原理； 2．掌握计数器电路的分析，设计方法及应用； 3．掌握序列信号发生器的分析，设计方法及应用； 4．学会正确使用JK触发器。 1.2设计任务： 1.2.1同步计数器 1. 使用设计一个循环型3位2进制同步减法计数器，其中无效状态为（000,111），组合 电路选用与门和与非门等。 2. 根据同步计数器原理设计减法器的电路图。 3. 根据电路原理图使用Multisim进行仿真。 4. 将电路图进行实际接线操作。 5. 检查无误后，测试其功能。 1.2.2串行序列信号检测器 1.使用设计一个序列信号检测器，其中序列为（1110），组合电路选用与门和与非门等。 2.根据序列发生检测器原理设计检测器的原理图。 3.根据电路原理图使用Multisim进行仿真。 4.将电路图进行实际接线操作。 5.检查无误后，测试其功能。
放大电路中的负反馈 放大电路是主要的电子电路类型，为了确保放大电路能够正常工作，提供稳定的增益、良好的线性，以及其他的一些特殊目的，一般实用的放大电路都加上了负反馈的网络。 在各种系统的控制分析中，电路中的负反馈研究应该是最为深入和细致的了，详细的内容请参阅“电子技术”或“电路分析”专业教科书，本文仅仅是想通过对放大电路中反馈的简单介绍，阐述系统中反馈控制的基本原理。 1、为什么要在电路中设置反馈 半导体技术发展到今天，为电子电路的设计提供了极大的施展空间。现在要设计或制作一个高性能的放大器，在如何提高放大倍数方面已经不是问题，最普通的集成电路运算放大器（LM324，其内部包含了4个相同的独立放大器，价格在1元左右，如下图），其开环电压放大倍数也可以做到几十万倍（80dB~140dB）之高，对于一般的要求来说，这几乎就是无限大的放大倍数了。 然而，在多数的应用中，都要求电路的放大倍数是一个固定不变的有限值。所谓固定不变是指：当工作环境的温度变化；电路输入、输出连接状态发生改变；器件因常时间工作性能老化；因故障更换了主要半导体器件之后，等等的内在的和外部的干扰因素下，放大器的放大倍数都维持在设定值不会变化。这个稳定增益（放大倍数）的要求，其实才是现代电子电路设计的难点，而在电路中使用负反馈技术，是解决这个难题的主要方法。 此外，电路中的负反馈还能解决以下问题： 提高输入阻抗，降低输出阻抗（提高负载能力），优化频率响应，稳定静态工作点，减少线性失真等等，本文不做叙述。 2、电路中最主要的两种负反馈应用示例 ①反相交流放大器 电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。 放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值，Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri 与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。 ②同相交流放大器 电路见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。以上两种基本的反馈放大器，共同点是都具有反馈，而且从输出端取出的反馈信号经过反馈网络后，都加到了运算放大器的负输入端，反馈信号的作用是抵消了输入信号，因此称为负反馈；另一个共同点是，经过分析计算发现，两种放大电路由于反馈网络的加入，使得放大器的放大倍数（增益）的大小，只由反馈网络的电阻参数值决定（Av=-Rf/Ri；Av=1+Rf/R4），只要这几个电阻的阻值是稳定的放大倍数就不会变化，而要确保电阻的阻值始终稳定在规定的范围内，是比较容易做到的。 3、电路中反馈的基本模型概括 4、电路中反馈的类型及其作用： 直流反馈：反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递直流信号；目的：稳定静态工作点。
异步二进制计数器 【教学目标】 1、知识目标： （1）理解异步二进制计数器的功能； （2）掌握异步二进制计数器的电路结构； （3）理解异步二进制计数器的工作原理。 2、能力目标： （1）提高实践动手能力； （2）提高思考问题、分析问题的能力。 3、情感目标：激发学习兴趣。 【教学重难点】 重点： （1）异步二进制计数器的功能； （2）异步二进制计数器的电路结构； 难点： （1）仪器使用、实践技能； （2）异步二进制计数器的工作原理。 【授课方式】 理实一体化 【教学过程】 【复习引入】 这节课我们来学习一种常见的时序逻辑电路，叫做计数器。计数器是怎样构成的，它能实现什么功能呢？今天我们通过做一个实验，让大家从实验中来发现和总结计数器的功能和工作原理。 做实验之前，我们首先来复习一下JK边沿触发器及其逻辑功能：
1、观察图中符号，CP 脉冲的有效触发边沿是它的什么边沿？ （下降沿） 2、置0端和置1端是什么电平或脉冲有效？ （低电平） 触发器正常工作时，置0端和置1端应给予高电平还是低电平？ （高电平） 3、TTL 数字集成电路输入端悬空可视为输入什么？ （高电平） 4、JK 触发器的逻辑功能？填入上表。特别注意当JK 输入都为1时，触发器实现的是什么功能？ 【新课】 一、实践准备： （一）实验器材： 异步二进制计数器实验电路板一块、EE1640C 函数信号发生器/计数器一台、YJ56-1双路稳压电源一台、万用表一架、导线、电烙铁及焊锡。 （二）认识电路板： 1、双JK 触发器集成电路74LS112的管脚排列： 2、请同学们对照管脚排列图理解元件接线图： J K Qn 功能 0 0 Qn 保持 1 1 n Q 翻转 0 1 0 置0 1 1 置1
(华成英，傅晓林，陈大钦，自编) 7-1 选择填空 1．当反馈量与放大电路的输入量的极性_______，因而使________减小的反馈称为________。 a.相同 b.相反 c.净输入量 d.负反馈 e.正反馈 2．为了稳定静态工作点，应该引入_______。为了改善放大器性能，应该引入_______。为了稳定输出电压，应该引入_______。为了稳定输出电流，应该引入_______。 a.直流负反馈 b. 交流负反馈 c.电压负反馈 d.电流负反馈 e.串联负反馈 f.并联负反馈 ； 3．为了减小输入电阻，应该引入_______。为了增大输入电阻，应该引入_______。为了减小输出电阻，应该引入_______。为了增大输出电阻，应该引入_______。 a.电压负反馈 b.电流负反馈 c.串联负反馈 d.并联负反馈 4．负反馈所能够抑制的干扰和噪声是__________。 a.外界对输入信号的干扰和噪声 b.外界对输出信号的干扰和噪声 c.反馈环内的干扰和噪声 d.反馈环外的干扰和噪声 5．为了得到一个由电流控制的电压源，应选择_______负反馈放大电路。为了得到一个由电压控制的电流源，应选择_______负反馈放大电路。 a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈 | c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈 6．为了得到一个由电流控制的电流源，应选择_______负反馈放大电路。 a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈 c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈 7．为了增大从电流源索取的电流并增大带负载的能力，应选择_______负反馈放大电路。为了减小从电压源索取的电流并增大带负载的能力，应选择_______负反馈放大电路。 a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈 c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈 8．负反馈放大电路产生自激的条件是_______。 ~ =1 =-1 c.AB=0 =∞ 9．单管共射放大电路如果通过电阻引入负反馈，则__________。如果单管共集放大电路如果通过电阻引入负反馈，则__________。 a.一定会产生高频自激 b.一定不会产生高频自激 c.一般不会产生高频自激 d.可能产生高频自激 10．多级负反馈放大电路容易引起自激振荡的原因是____________。
目录 1设计目的与作用 (1) 设计目的及设计要求 (1) 设计作用 (1) 2设计任务 (1) 3三位二进制减法计数器的设计 (1) 设计原理 (1) 设计过程 (2) 4 74161构成227进制同步计数器并显示 (4) 设计原理 (4) 设计过程 (4) 5仿真结果分析 (5) 三位二进制减法计数器仿真结果 (5) 74161构成227进制同步计数器的仿真结果 (8) 6设计总结 (8) 7参考文献 (9)
1设计目的与作用 设计目的及设计要求 按要求设计三位二进制减法计数器（无效状态001，011）及用74161构成227进制同步计数器并显示，加强对数字电子技术的了解，巩固课堂上学到的知识，了解计数器，并且加强对软件multisim的了解。 设计作用 multisim仿真软件的使用，可以使我们对计数器及串行检测器有更深的理解，并且学会分析仿真结果，与理论结果作比较。加强了自我动手动脑的能力。 2设计任务 1.三位二进制减法计数器（无效状态001，011） 构成227进制同步计数器并显示 3三位二进制减法计数器的设计 设计原理 设计一个三位二进制减法计数器（无效状态001，011） 000 /0010 /0100 /0101 /0110 /0 111
/1 排列n n n 210 Q Q Q 图 状态图 设计过程 a ．选择触发器 由于JK 触发器的功能齐全，使用灵活，在这里选用3个CP 上升沿触发的边沿JK 触发器。 b ．求时钟方程 采用同步方案，故取012CP CP CP CP === c ．求状态方程 由所示状态图可直接画出电路次态n+1n+1n+1 210Q Q Q 卡诺图。再分解开便可以得到如图各触 发器的卡诺图。 Q 1n Q 0n Q 2n 00 01 11 10 1 图次态n+1 n+1n+12 10Q Q Q 卡诺图 Q 1n Q 0n Q 2n 00 01 11 10
集成电路课程设计报告电压串联负反馈放大电路的设计与仿真院系：材料与光电物理学院 专业：微电子学二班 学号：2008700407 姓名： %%%% 指导教师：%%% 教授 报告提交日期：2011年9月
湘潭大学课程设计电压串联负反馈放大电路的设计与仿真肖丽娜 目录 摘要 (2) 关键词 (2) Abstract (2) Keywords (2) 一、引言 (3) 1.1研究本课题的重要性 (3) 1.2集成电路产业简介 (3) 1.3 PSPICE软件的介绍 (3) 二、放大电路介绍 (6) 三、放大电路的设计与仿真 (10) 3.1电路设计框图 (10) 3.2 电路版图 (10) 3.3局部电路分析 (11) 3.4直流分析 (12) 3.4.1直流工作点分析 (12) 3.4.2温度对静态工作点的影响 (13) 3.5瞬态分析 (14) 3.6交流分析 (15) 3.6.1输入电阻 (16) 3.6.2输出电阻 (16) 3.6.3放大电路的频响特性及其增益 (17) 四、心得体会 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21) 附录 (22) 1 / 29
湘潭大学课程设计电压串联负反馈放大电路的设计与仿真肖丽娜 电压串联负反馈放大电路的设计与仿真 摘要：主要对电压串联负反馈放大电路进行了设计与仿真，主要利用其放大功能。该放大器主要分为4个部分：输入级、中间级、输出级以及负反馈回路。其主要核心思想是利用电压负反馈减小增益改变对电路频率特性的影响，同时获得较好的放大效果。通过PSPICE 软件对其进行直流分析、瞬态分析、交流分析等等。 关键词：晶体管；放大器；电路设计；PSPICE Abstract: the main voltage series negative feedback amplifying circuit design and simulation, mainly use the zoom feature. That amplifier comprises 4 major components: input level, intermediate output, level and negative feedback circuit. Whose main core idea is using voltage negative feedback reduces the gain change effects on circuit frequency characteristics, both better Zoom effect. By PSPICE software on its DC analysis, AC analysis, transient analysis, and so on. Keywords:transistors; amplifier circuit design; PSPICE 2 / 29