模电报告
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一、实验目的1. 理解模拟电子技术的基本概念和基本原理。
2. 掌握模拟电路的搭建和调试方法。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理模拟电子技术是研究模拟信号处理和模拟电路设计的学科。
本实验主要涉及以下原理:1. 基本放大电路:包括共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路等。
2. 运算放大器:包括反相比例放大、同相比例放大、加法运算、减法运算等。
3. 滤波电路:包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
三、实验仪器与设备1. 模拟电子技术实验箱2. 函数信号发生器3. 示波器4. 数字多用表5. 绝缘导线6. 插头四、实验步骤1. 搭建共射放大电路:- 根据实验指导书,连接共射放大电路。
- 调整偏置电阻,使晶体管工作在放大区。
- 使用函数信号发生器输入正弦波信号,观察输出波形。
- 调整电路参数,观察输出波形的变化。
2. 搭建运算放大器电路:- 根据实验指导书,连接运算放大器电路。
- 输入不同电压信号,观察输出波形。
- 调整电路参数,观察输出波形的变化。
3. 搭建滤波电路:- 根据实验指导书,连接滤波电路。
- 输入不同频率的信号,观察输出波形。
- 调整电路参数,观察输出波形的变化。
五、实验结果与分析1. 共射放大电路:- 输入信号频率为1kHz,输出信号频率为1kHz,放大倍数为20。
- 当输入信号频率为10kHz时,输出信号频率为10kHz,放大倍数为10。
2. 运算放大器电路:- 反相比例放大电路:输入电压为1V,输出电压为-2V。
- 同相比例放大电路:输入电压为1V,输出电压为2V。
- 加法运算电路:输入电压分别为1V和2V,输出电压为3V。
- 减法运算电路:输入电压分别为1V和2V,输出电压为-1V。
3. 滤波电路:- 低通滤波器:当输入信号频率为1kHz时,输出信号幅度为0.5V;当输入信号频率为10kHz时,输出信号幅度为0.1V。
- 高通滤波器:当输入信号频率为1kHz时,输出信号幅度为0.1V;当输入信号频率为10kHz时,输出信号幅度为0.5V。
模电实验报告摘要:本文是关于模拟电路实验的报告,通过对不同电路的实验,探索了模拟电路的基本原理和特性。
实验过程中,我们使用了多种常见的模拟电路元件,并利用实验数据进行分析和计算。
通过实验的验证,深入理解了模拟电路的工作原理和性能特点。
引言:模拟电路是电子设备中的重要组成部分,广泛应用于各种电子设备中。
了解模拟电路的基本原理和特性对于电子工程师来说至关重要。
本次实验旨在通过实践操作,验证和加深对模拟电路的理解。
通过实验数据的分析与计算,验证了模拟电路的工作原理和性能特点。
一、直流放大电路实验直流放大电路是模拟电路中常见的一种电路。
通过实验,我们验证了直流放大电路的增益特性、输入和输出特性。
实验中,我们设计了基本的共射放大电路,并通过测量输入电压和输出电压的变化,计算了电路的增益,进一步验证了直流放大电路的性能。
二、交流放大电路实验交流放大电路是指对交流信号进行放大处理的电路。
通过实验,我们验证了交流放大电路的频率特性和增益特性。
实验中,我们设计了基本的共射放大电路,并通过测量不同频率下输入和输出电压的变化,得到了电路的频率响应曲线和增益特性曲线。
实验结果显示了交流放大电路的频率衰减和相位差的关系,验证了电路的性能。
三、滤波电路实验滤波电路是用于对信号进行滤波处理的电路。
通过实验,我们验证了滤波电路的频率特性和幅频特性。
实验中,我们设计了基本的低通滤波电路和高通滤波电路,并通过测量不同频率下输入和输出电压的变化,得到了电路的频率响应曲线和幅频特性曲线。
实验结果显示了滤波电路的滤波特性和截止频率,验证了电路的性能。
四、比较器电路实验比较器电路是用于比较两个输入信号的大小的电路。
通过实验,我们验证了比较器电路的比较特性和输出特性。
实验中,我们设计了基本的比较器电路,并通过输入不同大小的信号,观察了电路输出的变化。
实验结果显示了比较器电路的比较特性和阈值电平,验证了电路的性能。
结论:通过本次实验,我们深入了解了模拟电路的原理和特性。
国家电工电子实验教学中心模拟电子技术实验报告实验题目:放大电路的失真研究学院:专业:学生姓名:学号:任课教师:年月日目录一、实验题目及要求 ------------------------------------------------- 1二、实验目的与知识背景2.1 实验目的 ---------------------------------------------------- 1 2.2 知识点(1)饱和失真截止失真及双向失真 --------------------------------- 1 (2)交越失真 --------------------------------------------------- 2(3)非对称失真 ------------------------------------------------- 3------------------------- 3 (4)测出LM324运算放大器的增益带宽积fT(5)在运算放大器电路中接上容性负载观察其失真 ------------------- 4 (6)语音放大器的设计方案 --------------------------------------- 4三、实验过程3.1 选取的实验电路及输入输出波形(1)输出正常波形、饱和失真、截止失真以及双向失真 --------------- 6 (2)交越失真及其改善 ------------------------------------------- 8 (3)非对称失真及其改善 ----------------------------------------- 8 (4)在运算放大器电路中接上容性负载观察其失真 ------------------- 8 3.2 每个电路的讨论和方案比较 ------------------------------------ 93.3 失真研究 --------------------------------------------------- 11四、总结与体会 --------------------------------------------------- 12五、参考文献 ----------------------------------------------------- 12一、实验题目及要求(1)、输出正常波形、饱和失真、截止失真以及双向失真;(2)、交越失真及其改善;(3)、非对称失真及其改善;;(4)、测出LM324运算放大器的增益带宽积fT(5)、在运算放大器电路中接上容性负载观察其失真;(6)、设计频率范围在20Hz~20kHz语音放大器。
一、实验目的本次模电实验实训旨在通过实际操作和理论分析,加深对模拟电子技术基本原理的理解,提高电路分析和设计能力。
通过实验,学生能够熟练掌握基本模拟电路的设计、搭建、测试和分析方法,为后续的专业学习和实践打下坚实基础。
二、实验内容本次实训主要包含以下几个实验:1. 晶体二极管伏安特性实验2. 晶体三极管共射极放大电路实验3. 集成运算放大器基本应用实验4. 滤波电路实验5. 电源电路实验三、实验结果以下是对各个实验结果的分析:1. 晶体二极管伏安特性实验实验中,我们使用了Multisim软件对二极管进行伏安特性仿真,并使用示波器观察实际电路中的伏安特性。
实验结果显示,二极管的伏安特性曲线符合理论分析,即在正向电压作用下,电流随电压增加而迅速增大;在反向电压作用下,电流几乎为零。
通过实验,我们验证了二极管单向导通的特性。
2. 晶体三极管共射极放大电路实验在共射极放大电路实验中,我们搭建了基本放大电路,并使用示波器观察输入信号和输出信号的变化。
实验结果显示,放大电路能够将输入信号放大,且放大倍数与电路参数相关。
通过调整电路参数,我们可以实现不同的放大倍数和带宽。
实验过程中,我们还分析了电路的输入阻抗、输出阻抗和增益带宽等特性。
3. 集成运算放大器基本应用实验在集成运算放大器实验中,我们搭建了基本的运算电路,如反相比例放大器、同相比例放大器、加法器和减法器等。
实验结果显示,这些运算电路能够实现相应的数学运算,且运算精度较高。
通过实验,我们掌握了集成运算放大器的基本应用方法。
4. 滤波电路实验滤波电路实验中,我们搭建了低通滤波器和高通滤波器,并使用示波器观察滤波效果。
实验结果显示,滤波电路能够有效滤除高频或低频信号,实现对信号的分离。
通过调整电路参数,我们可以实现不同的滤波效果。
5. 电源电路实验电源电路实验中,我们搭建了简单稳压电路和开关稳压电路,并使用示波器观察输出电压的稳定性。
实验结果显示,稳压电路能够有效稳定输出电压,使其不受输入电压波动的影响。
模电实验报告实验一:整流虑波实验一: 目的:对整流滤波电路进行实验,得出结果.二:实验仪器设备:实验箱,示波器.三:实验内容:整流实验.1.桥式整流电路.(1)接好电路:+U-(2)通电,用万用表测交流有效值U2和直流有效值U0。
(3)连接示波器,用示波器观察V0和V2波形。
(4)负载电阻R值不变,测得V2、V0的值如表所示:(5)示波器得到的图像如下:(1)在负载两端接入滤波电容,电路图如下.U-(2)通电,用万用表测直流有效值V2和交流有效值V0.(3)用示波器观察V2波形和V0波形.(4)负载电阻R值不变,测得V2、V0的值如表所示:(5)示波器得到的图像如下:实验心得:通过简单的整流滤波实验,我们知道了V2和V0的关系,让我能够利用具有单向导电性的整流元件将正弦交流电压变为单向脉动电压。
利用电感电容的频率特征,将脉动电压中的谐波分滤掉,输出平滑直流电压。
实验二:晶体管放大特性的实验一.实验目的:对晶体管放大特性进行实验,得出结果.二.实验商设备:两个万用表,一个试验箱.三.实验内容:晶体管放大实验。
1.接好电路:2.通电,用万用表测I B和I C的值,测得结果如表所示:(此表数据为饱和状态下所测)3.固定I B,调节R C,U CE改变, 用万用表测U CE和I C的值,测得结果如表所示:四.实验心得:通过晶体管放大实验,使我初步懂得了一些晶体管的特点,实质是利用晶体管场效应管的电流电压控制,将输入的微小的信号放大,输出较大的信号。
通过这两个小实验也让我懂得了做实验要认真仔细,不能马虎,不然就得不到正确的结果。
模电的实验报告模电的实验报告模电这门课程,它是一门综合应用相关课程的知识和内容来解决书本上定理的课程以及锻炼学生们的动手操作能力。
下面是模电的实验报告,欢迎阅读!模电的实验报告1在本学期的模电实验中一共学习并实践了六个实验项目,分别是:①器件特性仿真;②共射电路仿真;③常用仪器与元件;④三极管共射级放大电路;⑤基本运算电路;⑥音频功率放大电路。
实验中,我学到了PISPICE等仿真软件的使用与应用,示波器、信号发生器、毫伏表等仪器的使用方法,也见到了理论课上学过的三极管、运放等元件的实际模样,结合不同的电路图进行了实验。
当学过的理论知识付诸实践的时候,对理论本身会有更具体的了解,各种实验方法也为日后更复杂的实验打下了良好的基础。
几次的实验让我发现,预习实验担当了不可或缺的作用,一旦对整个实验有了概括的了解,对理论也有了掌握,那实验做起来就会轻车熟路,而如果没有做好预习工作,对该次实验的内容没有进行详细的了解,就会在那里问东问西不知所措,以致效率较低,完成的时间较晚。
由于我个人对模电理论的不甚了解,所以在实验原理方面理解起来可能会比较吃力,但半学期下来发现理论知识并没有占过多的比例,而主要是实验方法与解决问题的方法。
比如实验前先要检查仪器和各元件(尤其如二极管等已损坏元件)是否损坏;各仪器的地线要注意接好;若稳压源的电流示数过大,证明电路存在问题,要及时切断电路以免元件的损坏,再调试电路;使用示波器前先检查仪器是否故障,一台有问题的示波器会给实验带来很多麻烦。
做音频放大实验时,焊接电路板是我新接触的一个实验项目,虽然第一次焊的不是很好,也出现了虚焊的情况,但技术都是在实践中成熟,相信下次会做的更好些。
而这种与实际相结合的`电路,在最后试听的环节中,也给我一种成就感,想来我们的实验并非只为证实理论,也可以在实际应用上小试身手。
对模电实验的建议:①老师在讲课过程中的实物演示部分,可以用幻灯片播放拍摄的操作短片,或是在大屏幕上放出实物照片进行讲解,因为用第一排的仪器或元件直接讲解的话看的不是很清楚。
模电的实验报告摘要:该实验是关于模拟电子电路的实验,主要在于学习基本的模拟电路的分析方法和设计方法,并且在实验中观察电路的性能,理解模拟电路中的基本物理概念。
实验设备包括模拟电路实验箱、双踪示波器、信号发生器和数字万用表。
实验内容包括放大电路实验、滤波电路实验和振荡电路实验,通过实验观察和数据记录,对模拟电路的工作原理和性能进行分析和解释。
关键词:模拟电路、放大电路、滤波电路、振荡电路一、实验原理1、放大电路放大电路是用来增大信号的电路,放大电路主要应用于电信、电视、音响、计算机等各个领域。
放大器主要有两个核心部件,一个是NPN/PNP晶体管,一个是放大电阻。
通过晶体管的控制,电路可以放大电压或电流,从而达到输出比输入更大的效果。
放大电路的分类:按功率可分为小功率放大电路和大功率放大电路;按频率可分为低频放大电路和高频放大电路;按放大形式可分为直接耗散型放大电路和类A、类B、类C等放大电路。
2、滤波电路滤波电路是指去除电源中的噪声和干扰,使信号输出清晰、稳定、纯净的电路。
根据过滤的信号波形,滤波电路又被分为低通滤波电路、高通滤波电路、带通滤波电路和带阻滤波电路。
在实际应用中,滤波电路经常被用于音频放大电路中,从而滤除低频或高频的杂音,使声音更加清晰、纯净。
3、振荡电路振荡电路是指将电能转换为振动能并不断地跳动的电路,振荡电路实现了将某种能量转化为规律的波形输出。
振荡电路主要应用于电子钟表、无线电通讯、音频放大电路等领域。
振荡电路分类:根据振荡输出波形的不同,振荡电路可分为正弦波振荡电路、方波震荡电路、锯齿波振荡电路等。
二、实验内容本次实验的内容包括放大电路实验、滤波电路实验、振荡电路实验。
本次实验选取的放大电路为共射放大器,实验步骤如下:(1)调整信号发生器,信号频率为1kHz,信号电平0.5Vp-p。
(2)拨动实验箱内开关,选取Ube差动放大电路。
(3)调节不同量级的调节器,测量输入、输出的电平以及21倍增益下的输入阻抗和输出阻抗。
模电实验报告(一)模电实验报告背景介绍电子科学与技术专业的学生通常会在模电实验课程中进行各种实验。
这些实验旨在帮助学生了解和掌握模拟电子电路的基本原理和设计方法。
模电实验报告是对实验结果进行总结和分析的重要环节,为了满足实验报告的要求,以下是一些编写报告的建议和规则。
实验目的在每份实验报告中,首先应明确实验的目的。
可以简要描述实验所涉及的主题、问题或目标。
例如:•掌握放大电路的基本原理•了解运算放大器的特性和应用•学习使用示波器和信号发生器进行测量实验原理在实验原理部分,可以以标题的形式列出实验所涉及的原理和理论知识。
例如:放大电路基本原理•放大电路的分类•放大电路的基本模型•放大电路的增益计算方法运算放大器特性和应用•运算放大器的基本性质•运算放大器的输入输出特性•运算放大器在比较器和反相运算等电路中的应用示波器和信号发生器的使用•示波器的基本操作•信号发生器的基本操作•测量电压、频率和相位的方法实验步骤在实验步骤部分,可以按照时间顺序或者操作顺序列出实验的具体步骤。
可以使用有序列表来清晰地呈现每个步骤。
例如:1.连接电路板上的电路元件2.打开示波器和信号发生器并进行基本设置3.测量电路的输入输出特性4.记录实验数据和观察结果实验结果与分析在实验结果与分析部分,可以使用无序列表或表格的形式来呈现实验的结果和数据。
对于每个实验结果,应给出相应的分析和解释。
例如:•测量电路的输入电压为3V时,输出电压为6V,增益为2倍。
说明该放大电路为2倍放大电路。
•在反相运算电路中,输入电压为正时,输出电压为负,反之亦然。
这是因为运算放大器的反相输入端与非反相输入端的特性决定的。
实验总结在实验总结部分,可以对整个实验进行总结和评价。
可以描述实验所达到的目标,总结实验结果和分析的重点,并提出一些改进的建议。
例如:通过本次模电实验,我对放大电路的基本原理有了更深入的了解,并学会了使用示波器和信号发生器进行测量。
然而,对于某些实验步骤或数据处理方法还有一些疑惑,希望在之后的实验中能够进一步探索和学习。
一、实验目的1. 理解模拟电子技术的基本原理和实验方法。
2. 掌握晶体管放大电路的基本搭建和调试方法。
3. 学习信号的产生、传输和处理的实验技能。
4. 提高对电路性能指标的理解和测试能力。
二、实验原理模拟电子技术是研究模拟信号处理和传输的理论和技术。
本次实验主要涉及以下内容:1. 晶体管放大电路:利用晶体管的放大作用,将微弱的输入信号放大到所需的幅度。
2. 信号发生器:产生不同频率和幅度的正弦波信号,用于测试电路的性能。
3. 示波器:观察和分析信号的波形,测量信号的幅度、频率和相位等参数。
4. 万用表:测量电路中的电压、电流和电阻等参数。
三、实验内容及步骤1. 晶体管共射放大电路(1)搭建共射放大电路,包括输入端、放大电路和输出端。
(2)调整电路参数,使放大电路工作在最佳状态。
(3)使用信号发生器产生输入信号,观察输出信号的波形和幅度。
(4)测量放大电路的增益、带宽和失真等性能指标。
2. RC正弦波振荡器(1)搭建RC正弦波振荡器电路,包括RC振荡网络和放大电路。
(2)调整电路参数,使振荡器产生稳定的正弦波信号。
(3)使用示波器观察振荡信号的波形和频率。
(4)测量振荡器的振荡频率、幅度和相位等性能指标。
3. 差分放大电路(1)搭建差分放大电路,包括两个共射放大电路和公共发射极电阻。
(2)调整电路参数,使差分放大电路抑制共模信号,提高电路的共模抑制比(CMRR)。
(3)使用信号发生器产生差模和共模信号,观察输出信号的波形和幅度。
(4)测量差分放大电路的增益、带宽和CMRR等性能指标。
四、实验数据记录与分析1. 晶体管共射放大电路| 电路参数 | 测量值 || --- | --- || 输入信号幅度 | 0.1V || 输出信号幅度 | 5V || 增益 | 50 || 带宽 | 10kHz || 失真 | <1% |2. RC正弦波振荡器| 电路参数 | 测量值 || --- | --- || 振荡频率 | 1kHz || 振荡幅度 | 2V || 相位| 0° |3. 差分放大电路| 电路参数 | 测量值 || --- | --- || 差模增益 | 20 || 共模抑制比(CMRR) | 60dB |五、实验结论1. 通过本次实验,加深了对模拟电子技术基本原理的理解。
模电实验报告引言:模拟电子技术是电子工程中的重要分支,通过对电压、电流、电子元器件等进行模拟仿真,实现电子系统的设计、分析和测试。
本实验旨在通过实际操作,加深对模拟电子技术的理解和掌握,以及培养实验能力和动手能力。
一、实验目的本实验的主要目的是通过以下几个方面的实验,掌握模拟电子技术的基本原理和实际应用:1. 学习并掌握放大器的工作原理及其电路结构;2. 理解并掌握放大器的特性参数,如增益、带宽等;3. 了解并掌握反馈电路对放大器性能的影响;4. 学习并掌握滤波器的工作原理和电路结构;5. 理解并掌握滤波器的频率响应和滤波特性。
二、实验内容本实验分为两个部分,第一部分为放大器实验,第二部分为滤波器实验。
1. 放大器实验1.1 非反馈放大器实验通过搭建非反馈放大器电路,测量并计算其电压增益,并对其频率响应进行分析。
1.2 反馈放大器实验通过搭建反馈放大器电路,测量并计算其电压增益,并对其频率响应进行分析。
2. 滤波器实验通过搭建低通滤波器和高通滤波器电路,测量并计算其频率响应,并分析其滤波特性。
三、实验步骤以下为放大器实验和滤波器实验的基本步骤,具体实验步骤请参考实验手册。
1. 放大器实验1.1 非反馈放大器实验步骤:a) 搭建非反馈放大器电路;b) 连接信号源和示波器,调节信号源输出频率和幅度;c) 测量输入信号和输出信号的电压,并计算电压增益;d) 分析电路的频率响应。
1.2 反馈放大器实验步骤:a) 搭建反馈放大器电路;b) 连接信号源和示波器,调节信号源输出频率和幅度;c) 测量输入信号和输出信号的电压,并计算电压增益;d) 分析电路的频率响应。
2. 滤波器实验步骤:a) 搭建低通滤波器电路;b) 连接信号源和示波器,调节信号源输出频率和幅度;c) 测量输入信号和输出信号的电压,并计算频率响应;d) 分析滤波器的滤波特性。
四、实验结果与分析根据实验步骤所得的测量数据,进行数据处理和分析。
计算放大器的电压增益、带宽等参数,并绘制频率响应曲线和滤波特性曲线。
课程设计课程名称模拟电子技术课程设计课题名称电压/频率变换电路专业电子科学与技术班级1402学号姓名指导老师郭照南2016年7月1日报告撰写要求(此页不打印)课程设计报告是体现课程设计成果的载体,具体要求如下:1、课程设计报告的基本格式(1)说明书统一使用word文档打印,A4纸张,页边距设置为:上2cm,下2cm,左2.54cm,右2cm。
(2)正文采用宋体小四,字间距20磅;1级标题采用黑体小三,2级标题采用黑体四号,3级标题采用黑体小四;1和2级标题段落间距为上下0.5行。
(3)图表需统一编号,图标标题采用黑体五号;图标题在图片下方,表格标题在表格上方。
(4)装订顺序为:封面、任务书、报告正文、评分表。
2、课程设计报告的撰写要求(1)设计报告正文内容为6-10页为宜,主要内容为自己的设计方案、设计步骤、关键性步骤的记录、重要结果的记录以及自己本次课程设计的总结。
报告撰写要求思路清晰、结构合理、层次清晰,报告简洁但又要能体现设计过程。
(2)报告中图表要求清晰、规范,图表的尺寸大小适当。
(3)课程设计报告内容(仅供参考):一、课题要求:本次课程设计的任务要求,对照任务书中的任务要求。
二、电路设计及理论计算:电路方案及电路设计的理论计算。
三、电路仿真:Multisim仿真设计相关步骤、关键性结果记录。
四、电路焊接与调试:电路焊接及调试中相关步骤、关键性结果记录。
五、电路功能测试:测试方案及测试结果记录。
六、总结:整个课程实习过程中,你觉得学习到了什么,自己做的不足的地方有哪些?对自己的学习有何启示?希望课程设计过程或者指导老师如何改进?……电气信息学院课程设计任务书课题名称电压/频率变换电路姓名专业电子科学与技术班级1401学号12指导老师郭照南课程设计时间2016 年6月 20 日- 2016 年 7 月1 日审核意见同意审核人孙静一、任务及要求采用通用型集成运放,555定时器等器件设计并制作一台振荡频率随外加控制电压变化的V/F变换电路。
1.设计要求(1)输入为直流电压VI ,输出频率为fO,fO∝VI;(2) fO为矩形脉冲;(3) fO变化范围0~10kHz;(4) VI变化范围0~10V;(5)转换精度﹤1%。
2.设计要点(1)利用输入电压的大小改变电容器的充电速度,从而改变振荡电路的振荡频率,可利用积分作为输入电路;(2)积分器的输出信号控制电压比较器、施密特触发器、单稳态触发器等,可得到矩形脉冲输出;(3)输出信号电压通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电,从而使积分电容的充放电速度控制了输出脉冲信号的频率,从而实现V/F变换。
二、参考资料1、康华光.电子技术基础模拟部分(第5版).高等教育出版社.2006.12、陈立万等. 模拟电子技术基础实验及课程设计.西南交通大学出版社.2008.23、程春雨等. 模拟电子技术实验与课程设计. 电子工业出版社.2016.2一、课题要求采用通用型集成运放,555定时器等器件设计并制作一台振荡频率随外加控制电压变化的V/F变换电路。
1.设计要求(1)输入为直流电压VI ,输出频率为fO,fO∝VI;(2) fO为矩形脉冲;(3) fO变化范围0~10kHz;(4) VI变化范围0~10V;(5)转换精度﹤1%。
2.设计要点(1)利用输入电压的大小改变电容器的充电速度,从而改变振荡电路的振荡频率,可利用积分作为输入电路;(2)积分器的输出信号控制电压比较器、施密特触发器、单稳态触发器等,可得到矩形脉冲输出;(3)输出信号电压通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电,从而使积分电容的充放电速度控制了输出脉冲信号的频率,从而实现V/F变换。
二、电路设计及理论计算2.1、电路设计方案2.1.1设计分析电压/频率转换器电路实质上是一种随外加控制电压变化的振荡器,通过外加电压的变化改变输出信号的频率,输入V1为直流电压(控制信号),输出频率f的矩形脉冲。
2.2.2原理分析首先要求电压/频率变换器的输入信号频率 f0与输入电压 Vi 的大小成正比,输入控制电压 Vi常为直流电压,也可根据要求选用脉冲信号做为控制电压,其输出信号可为正弦波或者脉冲波形电压。
本设计利用输入电压的大小改变电容的充电速度,从而改变振荡电路的振荡频率,故采用积分器作为输入电路。
积分器的输出信号去控制电压比较器或者单稳态触发器,可得到矩形脉冲输出,由输出信号电平通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电,当电容放电到某一阈域值时,电容 C 再次充电。
由此实现 Vi 控制电容充放电速度,即控制输出脉冲频率。
可见,输出脉冲信号的频率决定了电容的充放电速度,即决定了V1值的大小。
2.2.3电路的方框图2.2、各模块设计2.2.1、积分器的设计积分器设计积分器采用集成运算放大器和RC 元件构成的反向输入积分器。
反向积分电路可以完成输出信号对输出信号的积分运算,它是利用电容器两端电压与通过电容器的电流为积分关系,以及运放虚短和虚断的特性实现的。
由于晶体管参数受温度变化影响,这种温度漂移作用会造成误差,所以RC 要选择合适的器件。
电路图如下:2.2.2、单稳态触发器设计单稳态触发器采用555定时器构成的单稳态电路。
单稳态触发器只有一个稳定状态,一个暂稳态。
在外加脉冲的作用下,单稳态触发器可以从一个稳定状态翻转到一个暂稳态,是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件,是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。
由于电路中RC延时环节的作用,该暂态维持一段时间又回到原来的稳态,暂稳态维持的时间取决于RC的参数值。
在本电路中的用途是能够使电路在输出端上能得到可调的稳定矩形脉冲。
具体电路如下:2.2.3、电子开关设计电子开关采用开关晶体管接成反向器形式,当触发器的输出为高电平时,三极管饱和导通,输出近似为零,当触发器输出为低电平时,晶体管截止,输出近似等于+Vcc。
2.2.4、恒流源电路设计恒流源电路可采用开关三极管 T,稳压二极管Dz 等元件构成。
具体电路如下所示。
当V1为 0 时,D2,D3 截止,D4 导通,所以积分电容通过三极管 T 放电。
当 V1’为 1 时,D2,D3 导通,D4 截止,输入信号对积分电容充电。
在单稳态触发器的输出端得到矩形脉冲。
2.3、电路设计的理论计算根据题目要求结合电路图,输入与输出关系 Vi∝f0,题目要求输入电压的范围1~10V,而输出频率要求为 1~10KHZ,所以该 VFC 电路需有 1khz/v 的换系数。
输入信号电压 Vin 时,积分电容充电,积分器输出下降,当降至触发器的触发电平〈1/3Vcc,555 置位,使得积分电容通过恒流源反向充电,当积分电容电压上升到2/3Vcc 时,又使555 复位,积分电容又开始充电,从而形成振荡。
因为单稳态电路的充电时间tw=1.1R7*C1,选取 R7 为 43k,C1 为 1nf,确定充电时间约为 0.05ms。
根据所采用的恒流源电路及参数设置以及输入电压与输出频率的关系,可确定恒流源对积分电容反向充电时间,从而确C3=10nf,R1=20K。
三、电路仿真:四、电路焊接与调试4.1、电路的焊接4.1,1、焊接原则(1)先矮后高:先焊接低矮的器件如飞线、卧式电阻等,再焊比较高的元件。
(2)先小后大:先焊接比较小的器件,再焊接体积比较大的器件。
(3) 注意有极性元件的安装和焊接:如二极管的极性以及接插件的缺口方向、芯片插座方向等。
(4)建议一个类型一个类型地焊接,比如先统一把所有电阻焊完,再统一焊接二极管,然后再统一焊电容,等等。
这样就不会搞漏。
(5)注意发光二极管、排针、排座芯片插座不要长久焊接,防止这些塑料件被烫坏而报废!(6)芯片插座,尤其是单片机插座,要认真检查所有针脚从电路板洞中全部露出来后再焊接。
4.1.2、电路板焊接图4.2、电路的调试指南(1)检查电路板的电源线有否与地线之间有毛刺粘连,尤其是左下角可调电阻的一个脚所在电源线与地线之间是否粘连。
分别对各个模块进行调试,若该模块的功能不能实现,则需检查元器件是否接错或出现焊盘脱落和虚焊等焊接错误,修正后继续调试。
五、电路功能测试测试方案及测试结果记录。
六、总结经过这一次的模电课程设计。
使我们我们了解和掌握很多关于电子技能的知识,更好的认识我们以后要接触的电子产品。
简单了解和掌握了一些电子元件的运用,极大的拓宽了我的知识面,提高了以后学习生活中的动手能力,给我们很大的启发,有助于我们将来的学习和工作。
两周的课程设计,此次更加提高了我的动手实践能力。
而且,比起以往只要照着电路连线做的实验,这次则需要自己的思考,该选择怎样的电阻,电容,想要修改最后的输出,应该在什么地方做改变。
对于做出来的电路,还是挺有成就感的,虽然还是有很多问题存在。
于是我开始翻数电和模电的课本,查阅相关的内容。
这使得我对于课本上的知识有了更深的了解,对于理论与实践的结合有了更深的体会。
这次课程设计,提高了我们的动手能力和自己主动分析解决问题的能力,也让我们意识到团队合作的重要性,只有让每个人发挥自己的长处,才会发挥团队的力量。
总而言之,这样的课程设计是很有意义的。
《模拟电子技术》课程设计成绩评分表。