模电课程设计硬件电路图

引言函数信号发生器是一种高精度且频率可方便调节的信号发生器，它的出现在很大程度上给技术人员在电路实验和设备检测中带来了便利。

在通信、广播、电视系统中，同时在工业、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、频率或高或低的信号发生器。

本课题要求输出波形为方波；频率范围与波形幅度也有要求。

在常见的信号发生器电路中，除了正弦波振荡电路外，还有矩形波等非正弦波发生电路。

矩形波发生电路只有高电平、低电平两个暂态，而且两个暂态自动地相互转换，从而产生自激振荡。

矩形波信号发生器通常用作数字电路的信号源或模拟电子开关的控制信号，亦是其他非正弦波发生器的基础，当占空比为50%时则为方波发生器。

Multisim 11软件简介：Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

提供了全面集成化的设计环境、方便简洁的操作界面、数量丰富的元器件库、种类齐全的仪器仪表、功能多样的分析工具，将功能强大的SPICE仿真和原理图捕获集成在高度直观的PC电子实验室中，可以实现电路设计、电路仿真、虚拟仪器测试、射频分析、单片机等高级应用。

与该软件以前版本相比，Multisim 11不仅在电子电路仿真设计方面有诸多功能的完善和改进，其在虚拟仪器、单片机仿真等技术方面亦有更多的创新和提高，属于EDA技术的更高层次范畴。

课题背景与意义在我们日常生活中，以及一些科学研究中，正弦波和方波、三角波是常用的基本测试信号。

此外，如在电视机中显像管荧光屏上的光点，是靠磁场变化进行偏转的，所以需要要用锯齿波电流来控制,对于三角波，方波同样有着不可忽视的作用，而函数发生器是指一般能自动产生方波、正弦波、三角波以及锯齿波阶梯波等电压波形的电路或仪器。

模电课程设计--温度报警器的设计与制作一、设计要求在模拟电子线路课程设计的基础上，设计并制作一个温度报警器电路，满足以下要求：1.当环境温度超过设定温度阈值时，报警器能够自动发出声音和光信号。

2.报警器能够通过外部调节器手动调整温度阈值，以适应不同环境需求。

3.报警器的工作稳定可靠，具有较高的精度和可调性。

二、电路设计与实现1.温度传感器：使用模拟温度传感器作为环境温度检测元件，将环境温度转化为电压信号。

2.温度阈值设定：通过电位器与参考电压源构成电压比较器，实现可调的温度阈值设定功能。

3.报警器驱动：使用音频放大器和发光二极管驱动电路，控制声音和光信号的输出。

4.电源与继电器：通过电池供电，并利用继电器控制报警器的开关。

三、电路实现步骤1.温度传感器的选择和连接：选择合适的模拟温度传感器，并将其连接到电路中。

2.温度阈值设定电路的设计：设计一个比较器电路，使得可调电位器所接收的电压与参考电压进行比较，从而实现温度阈值的设定。

3.报警器驱动电路的设计：通过音频放大器和发光二极管驱动电路，将报警信号转化为音响和光照信号。

4.继电器的选择和连接：选择合适的继电器，将其连接到电路中，通过控制继电器的开关，实现报警器的开关控制。

5.电路中其他元件的选用和连接：根据实际需要，选择合适的电容、电阻及其他元件，并将其连接到电路中。

6.电路的布局和调试：将电路中的元件逐一连接，并进行布局和调试，确保电路正常工作和性能可靠。

四、实验结果与总结在实际制作过程中，可以根据实际情况进行调整和优化，保证电路的工作稳定性和精度。

实验结果表明，该温度报警器设计具有较高的灵敏度和可调性，并可以准确地报警。

在设计与制作过程中，需要掌握模拟电子线路的相关知识，如模拟传感器的选用与连接、比较器电路的设计与调试、音频放大器和发光二极管驱动电路的设计等。

此外，还需要熟悉电子元件的选用与连接、电路布局及调试等基本技能。

该课程设计通过实际操作和实验结果的观察，提高了学生的电子设计能力和实际动手能力，使学生对模拟电子线路的设计与制作有了更深入的理解和实践经验。

1 初始条件和设计要求1.1 初始条件具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。

1.2 设计要求1、不失真输出功率≥2.4 W，频率响应：20HZ～20KHZ2、输入阻抗≥ 50KΩ，输入电压≤ 5mv3、具备高音和低音的音调控制功能4、效率>60%5、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书3.1 电路组成我们设计的电路有两部分组成：（1）直流稳压电源首先我们考虑到直流稳压电源是每个电子设备的基础器件，应该与主电路分开设计，单独放置一个模块。

其次我们设计的是高保真音频功率放大器，因此对直流电源有着很高的要求，要尽可能的滤掉交流分量，达到稳压效果，使输出信号失真度达到最小。

（2）双声道高低音音频功率放大器实验要求是要有高低音可调电路，但是我们考虑到信号是由左右声道组成，所以为了达到最好的输出效果，我们设计了高低音调节外兼有左右声道的立体声高保真音频功率放大器。

此音频功率放大器所用的核心芯片是国际通用高保真音频功率放大集成电路TDA2030A。

4.1 直流稳压电源4.1.1 直流稳压电源原理图图4-1-14.1.2 直流稳压电源所选元件双24V变压器，二极管1N4007，1000uf电解电容，0.33uf独石电容，三端稳压管LM7815,LM7915，0.1uf瓷片电容，220uf电解电容4.1.3 直流稳压电源原理直流稳压电源分为四部分:变压，整流，滤波，稳压。

变压：此处我们选择双24V的交流变压器，输出相位相反的24V交流电。

整流：我们选择了耐压较好的整流二极管1N4007。

滤波：我们放置了多组电容，达到最好的滤波效果。

首先电流经过二极管整流后，先经过两个1000uf的大电容，滤掉直流中的交流分量，此处电容越大越好。

经过初步电容滤波的输出电压V0=（1.1-1.2）V2。

然后在经过两个0.33uf的电容，用以抵消输出端较长接线的电感效应，以防止自激震荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰，一般取0.1-1uf。

宁波大红鹰学院《模拟电子技术》课程设计报告课题名称：信号发生器分院：机械与电气工程学院教研室：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：严金龙李燕二○一三年十二月课题名称一、设计任务1.1设计要求1．利用集成运算放大器LM358设计一个简易信号发生器，要求能产生正弦波、方波和三角波三种波形。

2．采用双电源供电形式：电源12CC V V =+、12EE V V =-； 输出信号满足：（1）正弦波：V pp >=2V ；方波：V pp =13.5V ；三角波：V pp =8V ； （2）频率：110HZ ； （3）波形无明显失真。

1.2系统框图方波发生电路积分电路产生RC自激震荡产二、硬件设计2.1正弦波发生电路图1 正弦波RC串并联选频网络如下图（a）所示，它在正弦波振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络，所以其输入电压为，输出电压为。

当信号频率足够低时，，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图(b)所示。

超前，当频率趋于零时，相位超前趋近于+900，且趋近于零。

当信号频率足够高时，，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图（c）所示。

滞后，当频率趋近于无穷大时，相位滞后趋近于-900，且趋近于零。

当信号频率从零逐渐变化到无穷大时，的相位将从+900逐渐变化到-900。

因此，对于RC串并联选频网络，必定存在一个频率f0，当f=f0时，=同相。

通过计算可求出RC串并联选频网络的频率特性，如下图所示，其谐振频率。

为使f0=110hz，即使RC=1/220*3.14，确定了C的值就得到一个电阻的值。

R=1.447（1.45）KΩ，C=1uf。

RC桥式正弦波振荡电路：因为正弦波振荡器的起振条件是，从幅频特性曲线可得，当f=f0时，F=1/3，所以当A>3时，即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时，就可构成正弦波振荡器。

从理论上讲，任何满足放大倍数要求的放大电路与RC串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路；但是，实际上，所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻，以减小放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。

模拟电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解模拟电路的基本概念、原理及分类。

2. 掌握常用模拟电路组件的功能、符号及工作原理。

3. 学会分析简单模拟电路的信号传输、变换和处理过程。

4. 了解模拟电路在实际应用中的优势和局限性。

技能目标：1. 能够正确绘制、识别和分析模拟电路图。

2. 能够运用所学知识设计和搭建简单的模拟电路。

3. 能够利用实验方法验证模拟电路的性能和功能。

4. 能够解决模拟电路中的一般故障问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情。

2. 培养学生的团队协作能力和创新思维。

3. 增强学生面对问题时的自信心，培养勇于挑战、积极探索的精神。

4. 使学生认识到模拟电路在实际应用中的重要性，树立科技强国的观念。

课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。

学生特点：学生具备一定的电子基础知识，具有较强的动手能力和探索精神。

教学要求：教师需注重理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与课堂讨论和实践活动。

通过本课程的学习，使学生能够掌握模拟电路的基本知识和技能，为后续相关课程打下坚实基础。

二、教学内容1. 模拟电路基本概念与原理- 模拟信号与数字信号的区别- 模拟电路的定义、分类及应用- 模拟电路的基本工作原理2. 常用模拟电路组件- 电阻、电容、电感的特性与应用- 晶体管、运算放大器等基本组件的工作原理- 集成运算放大器、稳压电源等组件的功能与符号3. 简单模拟电路分析- 电路图的绘制与识别- 电压放大器、滤波器、振荡器等电路的分析- 交流与直流电路分析方法4. 模拟电路设计与实践- 电路设计的基本原则与方法- 搭建简单模拟电路的步骤与技巧- 实验方法验证电路性能与功能5. 模拟电路应用与拓展- 模拟电路在实际工程中的应用案例- 模拟电路的优缺点及发展趋势- 模拟电路与现代电子技术的联系教学内容安排与进度：第1周：模拟电路基本概念与原理第2周：常用模拟电路组件第3周：简单模拟电路分析第4周：模拟电路设计与实践第5周：模拟电路应用与拓展本教学内容与教材关联紧密，涵盖模拟电路的基础知识、实践技能和拓展应用。

如何看懂电路图2－－电源电路单元前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。

一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。

其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。

好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。

同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。

因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。

按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。

下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。

让我们从电源电路开始。

一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。

电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。

常见的家用电器中多数要用到直流电源。

直流电源的最简单的供电方法是用电池。

但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。

电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。

有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。

因此整流电源的组成一般有四大部分，见图1 。

其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。

二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。

（1 ）半波整流半波整流电路只需一个二极管，见图2 （a ）。

在交流电正半周时VD 导通，负半周时VD 截止，负载R 上得到的是脉动的直流电（2 ）全波整流全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图2 （b ）。

常用模电电路图及分析(总48页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--如何看懂电路图2－－电源电路单元前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。

一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。

其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。

好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。

同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。

因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。

按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。

下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。

让我们从电源电路开始。

一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。

电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。

常见的家用电器中多数要用到直流电源。

直流电源的最简单的供电方法是用电池。

但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。

电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。

有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。

因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。

其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。

二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。

（ 1 ）半波整流半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。

函数信号发生器摘要本系统能够产生正弦波、方波、三角波。

同时还可以作为频率计测频率。

函数信号的产生由MAX038和外围电路完成，能产生1Hz—20MHz的波形。

波形选择由单片机完成。

输出或输入频率经74HC390分频后，由单片机完成自动频率检测显示。

关键词：波形产生器、频率计、MAX038、74HC390、A T89S51。

前言gtzk在现代电子学的各个领域，常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。

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。

函数信号发生器的实现方法通常有以下几种：（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。

gtzk（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。

早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。

gtzk（3）利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。

鉴于此，美国马克西姆公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。

MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。

在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。

gtzk（4）利用专用直接数字合成ＤＤＳ芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。

但成本较高。

gtzk综合分析以上四种实现方法的性价比，我们决定采用单片集成芯片AX038来设计函数发生器。

频率越高、产生波形种类越多的发生器性能越好，但器件成本和技术要求也大大提高，因此在满足工作要求的前提下，性价比高的发生器是我们的首选。