大学电子电路教程8
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全国大学生电子设计竞赛培训系列教程《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——基本技能训练与单元电路设计》内容简介本书是全国大学生电子设计竞赛培训系列教程之一——《基本技能训练与单元电路设计》分册。
全书共7章,主要介绍了“全国大学生电子设计竞赛”的基本情况、设计竞赛命题原则及要求、历届考题的类型、考题所涉及的知识面和知识点、竞赛培训流程,以及赛前、竞赛期间的注意事项等内容;并较详细地讲解了电子竞赛制作的基础训练、单片机最小系统和可编程逻辑器件系统设计制作;最后介绍了单元电路的工作原理、设计与制作。
本书内容丰富实用,叙述简洁清晰,工程性强,可作为高等学校电子信息科学与工程类专业、电气工程及自动控制类专业的大学生参加“全国大学生电子设计制作竞赛”的培训教材,也可作为各类电子制作、详程设计、毕业设计的教学参考书,以及电子工程技术工程师的参考书。
前言全国大学生电子设计竞赛是由教育部高等教育司、信息产业部人事司共同主办的面向大学生、大专生的群众性科技活动,目的在于推动普通高等学校的信息电子类学科面向21世纪的课程体系和课程内容改革,引导高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风,加强学生工程实践能力的训练和培养,鼓励广大学生踊跃参加课外活动,把主要精力吸引到学习和能力培养上来,促进高等学校形成良好的学习风气,同时也为优秀人才脱颖而出创造条件。
全国大学生电子设计竞赛自1994年至今已成功举办了七届。
深受全国大学生的欢迎和喜爱,参赛学校、队和学生逐年递增。
全国大学生电子设计竞赛组委会为了组织好这项竞赛事,编写了电子设计竞赛获奖作品选编,深受参赛队员的喜爱。
有许多参赛队员和辅导教师反映,若能编写一部从基本技能训练、单元电路设计直至综合设计系列教程,那将是锦上添花。
2006年北京理工大学罗伟雄教授在湖南指导工作时也曾提出这个设想。
当时就得到了国防科技大学的领导和教员响应。
立即组建了“全国大学生电子设计竞赛培训系列教程编写委员会”。
LOGIC对扰动不敏感(2)Register寄存器为存放二进制数据的器件,通常由Latch 构成。
一般地,寄存器为边沿触发。
(3)flip-flops(触发器)任何由交叉耦合的门形成的双稳电路Register 时序参数D Q Clk T Clk D tsu Q tc-q thold注意:数据的上升和下降时间不同时,延时将不同。
2004-12-1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 11 页Latch 时序参数Latch 的时序( Timing )参数还要考虑tD 2 D Q DQtD-qQClkClktC 2QtC 2Q寄存器(Register)2004-12-1锁存器(Latch)第 8 章 (1) 第 12 页清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德Latch 时序参数D Q Clk正电平 Latch 时钟负边沿T Clk D tc-q PWm thold td-q tsuQ注意:数据的上升和下降时间不同时,延时将不同。
2004-12-1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 13 页最高时钟频率φ FF’s LOGIC tp,comb最高时钟频率需要满足:tclk-Q + tplogic+ tsetup < T =但同时需要满足:其中tplogic = tp,comb (max) tcd:污染延时(contamination delay) = 最小延时(minimum delay)第 8 章 (1) 第 14 页tcdreg + tcdlogic > thold =2004-12-1其中清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德研究不同时刻 (t1, t2)FF1φ (t1) LOGIC t p,combφ (t2)CLKt1tsu D tholdFF1 输入数据 应保持稳定t tsuF F2t2holdtFF2 输入数据 应保持稳定tclk-q QFF1 输出数据 经组合逻辑到达 t 已达稳定 寄存器输入端tclk-Qtp,comb (max)tsetup因此要求:tclk-Q + tp,comb (max) + tsetup < T =2004-12-1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 15 页研究同一时刻 (t1)t1 时FF1φ (t1) LOGIC FF1 t p,combt1 时FF2输入数据(2)φ (t1)输入数据(1)tclk-q QFF1 输出数据 已达稳定经组合逻辑已 到达FF2 输入端破坏了本应保 持的数据(2)tt1tcdregtcdlogicholdsuD输入数据(2)应保持稳定至 t1F F2t因此要求 := tcd: 污染延时(contamination delay) = 最小延时(minimum delay)2004-12-1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 16 页tcdreg + tcdlogic > thold写入(触发)静态 Latch 的方法:以时钟作为隔离信号, 它区分了“透明” (transparent )和“不透明” (opaque)状态CLKCLKQ CLKD CLKDD弱反相器CLKMUX 实现弱反相器实现(强制写入)(控制门可仅用NMOS实现)2004-12-1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德第 8 章 (1) 第 17 页Latch 的具体实现基于Mux 的 Latch负(电平) latch (CLK= 0 时透明) 正(电平) latch (CLK= 1 时透明)1 D 0Q D0 1QCLKCLKQ = Clk ⋅ Q + Clk ⋅ In2004-12-1Q = Clk ⋅ Q + Clk ⋅ In第 8 章 (1) 第 18 页清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德基于(传输门实现的) Mux 的 LatchCLKQ CLK DCLK(1)尺寸设计容易 (2)晶体管数目多(时钟负载因而功耗大)2004-12-1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 19 页基于(传输管实现)Mux 的 Latch(仅NMOS 实现)CLK QM QM CLK CLKCLK仅NMOS 实现不重叠时钟 (Non-overlapping clocks)(1)仅NMOS 实现,电路简单,减少了时钟负载 (2)有电压阈值损失(影响噪声容限和性能,可能引起静态功耗)2004-12-1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 20 页Q单元形式的Latch采用串联电压开关逻辑(CVSL)QNon-overlap时间过长,存储在动态节点上的电荷会泄漏掉(故称伪静态)低电压静态Latch双边沿触发寄存器RS Latch?动态Latch 和Register(1)比静态Latch和Register 简单(2)基于在寄生电容上存储电荷,由于漏电需要周期刷新(或经常更新数据)(3)不破坏的读信息:因此需要输入高阻抗的器件传输门构成的动态边沿触发寄存器(只需8 个晶体管,节省功耗和提高性能,甚至可只用NMOS 实现)动态节点。
《电子电路基础》教案班级:13数控与机电科任:叶海强第五章 调谐放大器与正弦波振荡器教学重点1.了解调谐放大器的电路结构、工作特点及工作原理。
2.理解正弦波振荡电路的工作原理、振荡条件。
3.掌握变压器耦合及三点式LC 振荡电路的工作原理及振荡频率。
4.了解石英晶体振荡电路。
教学难点1.调谐放大器的选频能力。
2.正弦波振荡电路的振荡条件。
1 正弦波振荡器的基本知识正弦波振荡器:一种不需外加信号作用,能够输出不同频率正弦信号的自激振荡电路。
.1 自激振荡的工作原理LC 回路中的自由振荡如图5 2.1(a )所示。
自由振荡——电容通过电感充放电,电路进行电能和磁能的转换过程。
阻尼振荡——因损耗等效电阻R 将电能转换成热能而消耗的减幅振荡。
图6.2.1(b )所示。
等幅振荡——利用电源对电容充电,补充电容对电感放电的振荡过程,图6.2.1(c )所示。
这种等幅正弦波振荡的频率称为LC 回路的固有频率,即LCf π=210 (5.2.1)图5 2.1 LC 回路中的电振荡一、自激振荡的条件振荡电路如图5.2.2所示。
振荡条件:相位平衡条件和振幅平衡条件。
1.相位平衡条件反馈信号的相位与输入信号相位相同,即为正反馈,相位差是180︒ 的偶数倍,即ϕ = 2n π (5.2.2) 其中,ϕ 为v f 与v i 的相位差,n 是整数。
v i 、v o 、v f 的相互关系参见图6.2.3。
2.振幅平衡条件反馈信号幅度与原输入信号幅度相等。
即A V F = 1 (5.2.3)图5.2.2 变调谐放大器为振荡器 图5.2.3 自激振荡器方框图 三、自激振荡建立过程 自激振荡器:在图5.2.2中,去掉信号源,把开关S 和点“2”相连所组成的电路。
自激振荡建立过程:电路接通电源瞬间,输入端产生瞬间扰动信号v i ,振荡管V 产生集电极电流i C ,因i C 具有跳变性,它包含着丰富的交流谐波。
经LC 并联电路选出频率为f 0的信号,由输出端输出v o ,同时通过反馈电路回送到输入端,经过放大、选频、正反馈、再放大不断地循环过程,将振荡由弱到强的建立起来。
课程教学大纲(理论部分)
实验教学大纲
课程编号:92110330 课程名称:电子线路实验
Electronic circuit experiment
课程总学时:16
课程总学分:1
实验总学时16 实验总学分:1 适用专业:信息工程、电子信息科学与技术等
课程类型:选修
先修课程:电路、电子线路等
一、实验项目与内容:
二、主要教材、参考书:
1.臧春华主编电子线路设计与应用北京:高等教育出版社2004
2.王成华主编现代电子技术基础(模拟部分),北京:北京航空航天大学出版社,2005
三、考核方式:考查
四、使用主要仪器设备说明:
1.双踪示波器一台
2.信号源一台
3.直流稳压电源一台
4.计算机一台
5.实验板一块
电子线路课程设计实施教学大纲
课程编号:92140339课程名称:电子线路课程设计
Course Design of Electronic Circuits 课程总学时:一周课程总学分:1
实验总学时:一周实验总学分:1
适用专业:电子信息与技术
课程类型:
□选修
先修课程:电工
一、实验项目与内容:
二、主要教材、参考书:
1.臧春华主编电子线路设计与应用高等教育出版社2004
2.王成华主编现代电子技术基础(模拟部分),北京:北京航空航天大学出版社,2005
三、考核方式:考查
四、使用主要仪器设备说明:
1.双踪示波器一台
2.信号源一台
3.直流稳压电源一台
4.计算机一台
5.实验板一块。
第1章习题解答8-1 选择合适的答案填空(1)当三极管工作在放大区时,其发射结的偏置电压和集电结的偏置电压应为。
A.发射结反偏,集电极反偏B.发射结正偏,集电极反偏C.发射结正偏,集电极正偏(2)晶体三极管是一种控制型器件。
A.电压 B.电流 C.光电转换(3)稳定静态工作点的电路是。
A.固定偏置电路 B.分压式偏置电路 C.共集电极电路解:(1)B (2)B (3)B8-2 填空(1)放大电路如果要求噪声低、温度稳定性好,应采用电路。
(2)为了提高放大电路的输入阻抗,应选用电路作为输入级。
(3)设某一固定偏置电路原来没有失真现象,现增大偏置电阻R B,则静态工作点将向方移动,容易引起失真。
解:(1)场效应管(2)场效应管(3)下,截止8-3 有两个三极管,一个管子的β=180,I CEO=180μA;另一个管子的β=60,I CEO=10μA,两管的其他的参数相同。
如果选一个管子组成放大电路,试分析哪一个合适。
解:选用β=60、I CEO=10μA的管子,因其β适中、I CEO较小,因而温度稳定性较另一只管子好。
8-4 用万用表测得两只三极管的直流电位如题图8-4所示,试判断两个三极管的类型、三个管脚的名称,管子用何种材料制成,并在圆圈中画出管子。
-7V-7V-25VE解题图8-4解:首先确定U BE,以判断是硅管还是锗管。
通常,硅管的U BE=0.6 ~ 0.8V;锗管的U BE=0.2~ 03V;在图(a)中,上管脚和下管脚的电位相差0.7V,可知此管为硅管;在图(b)中,上管脚和下管脚的电位相差0.2V,可知此管为锗管。
然后,判断管子的类型。
通常当三极管正常放大时,对NPN型管有V C>V B>V E,对PNP型管V C<V B<V E。
在图(a)中,中间脚的电位最低,并与其它两脚的电位相差几伏,故此脚为C极,由V B<V E可确定上管脚为B极、下管脚为E极,管子为PNP型硅管。
同理可确定图(b)中的管子为NPN型锗管。
中山大学电路基础实验8报告一、实习内容:(1)学习识别简单的电子元件与电子线路;(2)自学并掌控收音机的工作原理;(3)按照图纸焊接元件,组装一台收音机,并掌握其调试方法。
二、进修器材了解:(1)电烙铁:由于焊接的元件多,所以使用的是外热式电烙铁,功率为30w,烙铁头是铜制。
(2)螺丝刀、镊子等必不可少工具。
(3)松香和锡,由于锡它的熔点低,焊接时,焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固,焊点光亮美观。
(4)两节5号电池。
三、实习目的:电子技术进修的主要目的就是培育我们的动手能力,同金工进修的意义就是一样的,金工进修建议我们都日常的机械车床,劳动工具能娴熟采用,能自己动手作出一个松讷的东西去。
而电子技术进修就要我们对电子元器件辨识,适当工具的操作方式,有关仪器的采用,电子设备制作、装调的全过程,掌控搜寻及确定电子电路故障的常用方法有个更加可循的体验,无法在直面这样的东西时还像是以前那样一筹莫展。
有利于我们对理论知识的认知,协助我们自学专业知识。
并使我们对电子元件及收音机的装机与调试存有一定的感性和理性认识,踢不好日后深入细致自学电子技术基础。
同时进修并使我赢得了收音机的实际生产科学知识和加装技能,培育理论联系实际的能力,提升分析问题和解决问题的能力,进一步增强单一制工作的能力。
同时也培育同学之间的团队合作、共同深入探讨、共同前进的精神。
具体目的如下:熟识手工焊锡的常用工具的采用及其保护与维修。
基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。
熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
熟识印制电路板设计的步骤和方法,熟识手工制作印制电板的工艺流程,能根据电路原理图,元器件实物设计并制作印制电路板。
熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查阅有关的电子器件图书。
能恰当辨识和采用常用的电子器件,并且能娴熟采用普通万用表和数字万用表。
了解电子产品的焊接、调试与维修方法。
四、原理详述:频率范围:中波~khz中频:khz灵敏度:小于lmv/m选择性:大于16db输出功率:56mw~mwzx-型收音机电路原理图(一)调谐、变频电路(二)中频压缩电路(三)检波器及自动增益控制电路检波电路主要由检波三极管bg4、滤波电容c8和检波电阻r9、w共同组成。