模拟电路课程设计[1]

模拟电路课程设计1. 时间：2008年下学期2. 班级：电信0701、0702。

3. 要求：下面有四个设计课题，每三个人一组。

一、课程设计的任务和目的使学生通过动脑动手解决一两个实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和动手能力，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。

二、课程设计的基本要求1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。

包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。

2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。

包括：学会自己分析解决问题的方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。

3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。

4、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。

5、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观。

6、以下四个课题任选一个，三人一组，要求完成实物制作和设计报告，设计报告格式符合要求，本学期第十七周交作品和报告，并进行答辩。

课题一半导体直流稳压电源的设计一、设计目的1、学习直流稳压电源的设计方法；2、学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；3、掌握直流稳压电源的主要性能参数及其测试方法；二、设计要求和技术指标1、技术指标：要求电源输出电压为+3V~+9V，输入电压为交流220V，最大输出电流为I O=800mA，稳压系数Sr≤5%，电网电压波动正负10%,纹波电压△V OP-P ≤5mV。

2、设计要求（1）设计一个能输出+3V~+9V的直流稳压电源；（2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（4）在万能板或面包板上制作一台直流稳压电源；（5）测量直流稳压电源的稳压系数；（6）测量直流稳压电源的内阻；（7）拟定测试方案和设计步骤；（8）写出设计性报告。

三、设计提示1、设计电路框图如图所示，测量稳压系数，在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当Sr=ΔVoV I/ΔV I V O。

测量内阻，在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo，r o=ΔV O/ΔI L。

2、实验仪器与参考书提示（1）自耦变压器一台（2）数字万用表（3）数字电压表（4）变阻器、面包板或万能板（5）智能电工实验台参考书：彭介华《电子技术课程设计指导》高教出版社；谢自美《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社胡宴如《模拟电子技术基础》高等教育出版社陆秀令《模拟电子技术》四、设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；3、列出测试数据表格。

五、设计总结1、总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点，对设计方案进行比较；2、总结直流稳压电源主要参数的测试方法。

课题二简易信号发生器设计一、设计目的1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术。

2、了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用。

3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

二、设计技术指标与要求1、设计要求基本要求：A、电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形；B、输出信号的频率要求可调；C、拟定测试方案和设计步骤；D、根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；E、在面包板上或万能板上安装电路；F、测量输出信号的幅度和频率；H、写出设计性报告。

2、技术指标频率范围：100Hz-1KHz，1Kz-10KHz；输出电压：方波V P-P≤24V，三角波V P-P=6V，正弦波V P-P=1V；方波t r小于1uS。

一、设计提示方案提示：1、设计方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波。

如下框图所示。

2、用单片集成芯片IC8038实现，但这种方案要求幅度和频率都可调，可采用数字电位器加程控放大器实现。

设计用仪器：示波器1台，晶体管毫伏表，万用表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。

设计用主要器件：双运放uA747（或7412一只）、差分管3DG100四个；IC8038、数字电位器一个。

电阻电容若干。

参考书：彭介华《电子技术课程设计指导》高教出版社；谢自美《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社胡宴如《模拟电子技术基础》高等教育出版社陆秀令《模拟电子技术》。

四、设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；3、列出测试数据表格；4、进行总结和分析，并写出设计性报告。

五、设计总结与思考1、总结信号发生器的设计和测试方法；2、总结设计信号发生器所用的知识点；课题三单级阻容耦合晶体管放大器设计一、设计目的1、学习晶体管放大器的设计方法；2、研究静态工作点对输出波形的影响及静态工作点的调整方法；3、掌握静态工作点、电压放大倍数和输入电阻、输出电阻的测试方法；4、研究信号源内阻对波形失真的影响。

二、设计要求和技术指标1、技术指标：电源电压为10V，V i=10mV，外接负载3k，工作频率100Hz-500kHz，电压放大倍数大于50，输入电阻大于3K，R o<3k。

2、设计要求（1）设计一个分压式电流负反馈偏置的单级共射极小信号放大器，输入和输出分别用电容和信号源及负载隔直流，设置静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）在面包板或万能板上安装好电路，测量并调整静态工作点；（3）测量设计好的电路的偏置电压和电流；（4）测量所设计电路的实际电压放大倍数；（5）测量所设计电路的实际输入、输出电阻；（6）给所设计的电路加上频率为20kz，大小合适的正弦波，调节偏置电阻，用示波器预测输出波形在无失真、饱和失真和截止失真三种情形下，记录相应的偏置电阻大小、I CQ和波形，并绘制表格；（7）用EWB对电路进行仿真，打印仿真结果；（8）写出设计报告。

三、设计提示1、偏置电阻计算小信号时I CQ取0.5~2mA，U BQ=（1/3~1/5）U CC；I1=（5~10）I BQ；可确定相应的R B1、R B2、R E；由A V=-β/r be×R L/，r be=300+26β/I CQ，R L/=R C//R L，可求得R C。

2、Ri和Ro测试电路Ri测量：如图1-1所示，输入Ui为1000Hz，6mV，改变R使U2=U1/2，则ri=R。

Ro测量：如图1-2所示，输入Ui为1000Hz，6mV。

K断开，测量Uo；K闭合，调节R使Uo/=1/2Uo，则ro=R。

3、实验器件和仪器提示设计仪器：智能电工实验台，示波器1台，晶体管毫伏表，万用表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。

设计器件：三极管为8050，r/bb=300，h fe=200；电容0.1uF2个，2uF1个；电位器1个；电阻4个。

参考书：彭介华《电子技术课程设计指导》高教出版社；谢自美《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社胡宴如《模拟电子技术基础》高等教育出版社陆秀令《模拟电子技术》。

四、设计报告要求1、列出设计步骤，画出电路，标出元件数值；2、比较实测指标和设计要求指标；3、列出测试数据表格；4、分析静态工作点对放大器性能的影响。

五、设计思考与总结1、总结放大器的设计方法和运用到的主要知识点；2、总结放大器主要参数的测试方法；3、分析信号源内阻对输出波形失真的影响；4、对测试数据进行误差分析。

课题四RC有源滤波器设计一、设计目的1、学习RC有源滤波器的设计方法；2、由滤波器设计指标计算电路元件参数；3、设计二阶RC有源滤波器(低通、高通、带通)；4、掌握有源滤波器的测试方法；5、测量有源滤波器的幅频特性。

二、设计要求和技术指标1、技术指标(1) 低通滤波器：通带增益A UF=2；截止频率f H =2000Hz；U i=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；(2) 高通滤波器：通带增益A UF=5；截止频率f L =100Hz；U i=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；(3) 带通滤波器：通带增益A UF=2；中心频率：f O =1kHz；U i=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频。

2、设计要求（1）分别设计二阶RC低通、高通、带通滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）在面包板或万能板上安装好电路，测量并调整静态工作点；（3）测量技术指标参数；（4）测量有源滤波器的幅频特性并仿真；（5）写出设计报告。

三、设计提示1、二阶低通滤波电路为了克服图5.1电路在截止频率0ω附近增益下降过多的缺点，通常是将第一级 RC 电路的电容Ｃ的接地端改接到运算放大器的输出端，如图 5.1（a ）中虚线部分所示。

这实际上是通过电容 Ｃ 在0ω附近引入了部分正反馈而对该频率范围内的电路增益进行了补偿。

我们将这种电路称为改进的二阶低通滤波电路。

图5.1 二阶低通滤波电路可以求得图2.35(a)电路的电压传输函数为： 20022000/)()()(ωωω++==Q s s A s U s U s H i (5.1)式(5.1)中RC /10=ω；101R R A f +=；031A Q -= (5.2)其中，Q 为电路的等效品质因数。

采取这种措施以后，电路的幅频特性可能会在 ω=ω0 处出现峰值。

如图 5.1(b)所示，峰值的大小与电路的Q 值有关。

2、 有源高通滤波器(HPF)图 5.2(a)是一个二阶高通滤波器。

图中虚线部分是一个无源二阶高通滤波电路。

为了提高它的滤波性能和带负载的能力，将该无源网络接入由运放组成的放大电路中，组成二阶有源 RC 高通滤波器。

采用低通滤波电路相同的分析方法，可得高通滤波电路的传输函数为: 2002200/)()()(ωω++==Q s s s A s U s U s H i (5.3)其中0ω、0A 和Q 与式(5.2)相同。

该电路的幅频特性如图5.2（b ）所示。

图5.2 二阶高通滤波器及其幅频特性3、 有源带通滤波器(BPF)典型的二阶带通滤波电路如图5.3(a)所示。