武汉理工大学,电路课程教材

课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: （1）高频小信号调谐放大器的电路设计；(2)LC 振荡器的设计；（3）高频谐振功率放大器电路设计初始条件：通信原理及高频电子线路基础知识要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1高频小信号调谐放大器的电路设计 谐振频率：o f ＝6.5MHz, 谐振电压放大倍数：dBA VO 20≥，通频带：0.7500w B K H z=，矩形系数：101.0≤r K 。

要求：放大器电路工作稳定，采用自耦变压器谐振输出回路。

2. LC 振荡器的设计：振荡频率 650o f M H z K H z =± 频率稳定度4/110o f f -∆≤⨯ 输出幅度 0.3o p p U V -≥采用西勒振荡电路，为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，采用了射随器作为隔离级。

3.高频谐振功率放大器电路设计：电路的主要技术指标：输出功率Po ≥125mW （设计时按200mW 计算） 工作中心频率fo=6MHz ，η>65%。

时间安排：指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要 (I)Abstract (II)1.高频小信号调谐放大器的电路设计与仿真 (1)1.1 概述 (1)1.2 任务目标 (1)1.2.1主要技术指标： (1)1.2.2 基本设计条件 (1)1.3 设计过程 (2)1.3.1选定电路形式 (2)1.3.2设置静态工作点 (3)1.3.3谐振回路参数计算 (3)1.3.4 确定耦合电容与高频滤波电容： (4)1.4 单调谐高频小信号放大器电路仿真实验 (4)2.LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计与制作 (6)2.1 概述 (6)2.2任务目标 (6)2.2.1主要设计技术性能指标 (6)2.2.2基本设计条件 (6)2.3设计原理 (7)2.2.1电容三点式振荡器原理工作原理分析 (7)2.4设计过程 (10)2.4.1电路结构 (10)2.4.2静态工作电流的确定 (10)2.4.3确定主振回路元器件 (11)3.高频谐振功率放大器电路设计与制作 (12)3.1概述 (12)3.2设计要求 (12)3.3参数确定 (12)3.3.1确定功放的工作状态 (12)3.3.2 基极偏置电路计算 (13)3.3.3计算谐振回路与耦合线圈的参数 (13)3.3.4 电源去耦滤波元件选择 (14)4.小结与体会 (15)5.参考文献 (15)本科生课程设计成绩评定表 (16)摘要本文对高频调谐小信号放大器，LC振荡器，高频功放电路设计原理做了简要分析，同时，研究了各个电路的参数设置方法。

教学大纲课程编码：05311230课程名称:电路英文名称：Circuit Theory学分：5学时：75(其中：讲课学时：75 分析讨论：0 实验学时：0 上机学时：0）课程内容：“电路”课程是一门研究电路理论、电路分析与综合的基础工程学科，它属于电类以及相关各专业共同的一门主要的技术基础课.课程内容主要包括：电路基本概念和电路定律、电阻电路的等效变换、电阻电路的分析方法、电路定理、动态电路的时域分析、正弦稳态电路的分析、谐振电路、互感电路、三相电路、非正弦周期电流电路、动态电路的复频域分析、电路方程的矩阵形式、二端口网络。

通过学习本门课程，使学生掌握电路理论的基本知识、基本分析计算方法和基本实验技能，为学习后继相关课程准备必要的电路理论知识，为从事工程技术工作、科学研究以及开拓性技术领域打下坚实的基础。

选课对象:自动化、电气工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、农业电气化、生物医学工程、机械电子工程、测控技术与仪器、光信息科学与技术、通信工程、建筑电气与智能化等专业的本科学生先修课程:高等数学、工程数学、物理教材：《电路原理》（第2版）陈晓平李长杰主编，机械工业出版社，2011年7月出版电路Circuit Theory课程编号：05311230学分：5学时：75 （其中：讲课学时：75 分析讨论:0 实验学时：0 上机学时：0）先修课程：高等数学、工程数学、大学物理适用专业:自动化、电气工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、农业电气化、生物医学工程、机械电子工程、测控技术与仪器、光信息科学与技术、通信工程、建筑电气与智能化等专业教材：《电路原理》(第2版)陈晓平李长杰主编，机械工业出版社，2011年7月出版开课学院：电气信息工程学院一、课程的性质与任务《电路原理》课程是一门研究电路理论、电路分析与综合的基础工程学科，它属于电类以及相关各专业共同的一门主要的技术基础课。

本课程是电类专业以及相近专业的入门课。

1.前言随着计算机技术的飞速发展，以计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)为基础的电子设计自动化（EDA）技术已经成为电子学领域的重要学科。

EDA工具是电子电路和电子系统的设计产生了革命性的变化，摒弃了靠硬件调试来达到设计目标的繁琐过程，实现了硬件设计软件化。

EDA技术子20世纪70年代开始发展，其标志是美国加利福尼亚大学柏克莱分校开发的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)于1972年研制成功，并于1975年推出实用化版本。

当时仅用于模拟电路的分析，而且只能用程序的方式输入。

此后，在扩充电路分析功能、改进和完善算法、增加元器件模型库、改进用户界面等方面做了很多实用化的工作，使之成为享有盛誉的电子电路的计算机辅助设计工具，1988年被定为美国国家工业标准。

与此同时，各种以SPICE为核心的商用仿真软件应运而生，常用的有Pspice 和Electronics Workbench EDA(简称EWB)。

2.PSpice简介PSpice是非常出色的EDA软件，它的5.00以上版本是在Windows下的模拟电路和数字电路的混合仿真软件，因而得到相当广泛的应用。

PSpice由电路原理图输入程序（Schematic）、激励源编辑程序（Stimulus Editor）、电路仿真程序（Pspice A/D）、输出结果绘图程序（Probe）、模型参数提取程序（Parts）和元器件模型参数库（LIB）六大部分组成。

PSpice支持电路原理图和网单文件两种输入方式，电路元器件的符号库提供绘制电路原理图的所有元器件符号；具有正弦波、脉冲源、指数源、分段线性源、单频调频源等种类繁多的信号源。

作为PSpice的核心部分——仿真功能包括：直流工作点分析、只留转移特性分析、直流小信号传递函数分析、交流小信号分析、交流小信号噪声分析、瞬态分析、傅立叶分析、直流灵敏度分析、温度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗统计分析等；仿真结果可在屏幕绘出曲线、波形，并可打印输出。

目录摘要 (2)1.电力系统叙述 (3)2.潮流计算简介 (3)3.潮流计算 (4)4．极坐标下P-Q法的算法 (5)4. 1. 节点导纳矩阵Y (5)4. 2简化雅可比矩阵B/和B// (5)4. 3.修正和迭代 (5)4. 4. 潮流计算算法 (6)5.matlab (8)5．1.matlab简介 (8)5. 2．matlab中的一些命令 (9)6．潮流计算流程图 (12)6.1 MA TLAB程序 (12)6.1.2.程序 (12)6.1.3程序结果 (20)7．总结 (23)参考文献 (23)摘要潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。

潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。

通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。

待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。

它的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。

电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。

是一种求解非线性方程组的数值方法，由于便于编写程序用计算机求解，应用较广,简称N-R法。

该方法是一种由泰勒展开式只取线性项所得到的线性近似。

好处是一般情况下收敛性较好，而且计算工作量较小。

本次计算采用直角坐标形式下的牛顿-拉夫逊法。

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分,它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

电工实验须知一、实验课程的要求1.掌握常用的电工测量工具（如万用表、电流表、电压表、功率表等电工仪表）的使用方法；初步掌握常用的实验仪器（如信号发生器、示波器、稳压电源、毫伏表等）的使用方法；2.初步掌握实验中实验板（箱）的使用方法，学会按电路图正确连接实验线路与合理布线，并能够分析、排除一般实验故障。

3.学习观察实验现象，正确测量各种电参数，绘制图表、曲线，分析实验结果，正确撰写实验报告。

4.学习正确运用实验手段来验证一些定理和理论。

5.学习电工技术研究方法，培养处理实际问题的能力，具有根据实验任务确定方案，设计实验线路和正确选择仪器设备与实现的能力。

6.学会一般安全用电知识。

二、实验环节电工学实验课分为三个环节，即课前预习、实验操作、课后整理、撰写实验报告。

各环节具体要求如下：1.课前预习要顺利地做好每个实验，使实验收到预期的效果，充分地预习准备是必要的，也能培养实验者良好的科学作风。

（1）认真阅读实验教材和有关理论知识，理解实验原理，明确实验目的和任务。

（2）看懂实验线路，熟悉实验内容、步骤和操作程序，并明确应记录哪些数据、观察哪些现象，填写哪些实验表格。

（3）了解实验设备及其使用的仪器的技术性能和操作方法。

（4）写好实验预习报告，画好实验记录的数据表格。

实验报告纸采用规定的格式。

为保证实验顺利、安全进行，学生经过认真预习后，才能参加实验，不预习者不得进行实验。

2.实验操作电工学实验按照下列程序进行：1）学生按时到达实验室，在实验室考勤记录上签字，然后按分组在指定的实验台上做实验。

2）教师在实验前讲授实验原理、要求与注意事项，学生要自觉遵守实验室的规章制度，并注意人身及设备安全。

3）学生按本次实验的仪器设备清单清点设备，注意仪器设备的类型、规格和数量，辅助设备是否齐全，同时了解设备的使用方法及注意事项。

做好实验数据记录的准备工作。

4）连接实验线路。

选用适当的导线，按实验要求将自己布置好的仪器设备连接起来。

摘要直流斩波电路是将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器 , 如果改变开关的动作频率，或改变直流电流接通和断开的时间比例，就可以改变加到负载上的电压、电流平均值。

在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。

随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。

直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。

全控型电力电子器件MOSFET在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。

关键词：Buck Chopper MOSFET Simulink 高频开关目录1 降压斩波电路主电路基本原理 (1)2 MOSFET基本性能简介 (5)2.1 电力MOSFET的结构和工作原理 (5)2.1.1 电力MOSFET的结构 (5)2.1.2 功率MOSFET的工作原理 (6)2.2 功率MOSFET的基本特性 (6)2.2.1 静态特性 (6)2.2.2 动态特性 (7)2.3 电力MOSFET的主要参数 (8)3 电力MOSFET驱动电路 (9)3.1 MOSFET的栅极驱动 (9)3.2 MOSFET驱动电路介绍及分析 (9)3.2.1 不隔离的互补驱动电路 (9)3.2.2 隔离的驱动电路 (10)3.2.3 驱动电路的设计方案比较 (13)4 保护电路设计 (15)4.1 主电路的保护电路设计 (15)4.2 MOSFET的保护设计 (15)5 仿真结果 (17)心得体会 (23)参考文献 (24)1 降压斩波电路主电路基本原理高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源，通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。

它能把电网提供的强电和粗电，它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。

BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种，BUCK变换器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因此可以直接用于需要直接降压的地方。

武汉理工大学《电路分析(上)》课后简答题1-1实际电路器件与理想电路元件之间的联系和差别是什么？答：（1）联系：理想电路元件是对实际电路器件进行理想化处理、忽略次要性质、只表征其主要电磁性质的所得出的模型。

（2）差别：理想电路元件是一种模型，不是一个实际存在的东西；一种理想电路元件可作为多种实际电路器件的模型，如电炉、白炽灯的模型都是“电阻”。

1-2（1）电流和电压的实际方向是怎样规定的？（2）有了实际方向这个概念，为什么还要引入电流和电压的参考方向的概念？（3）参考方向的意思是什么？（4）对于任何一个具体电路，是否可以任意指定电流和电压的参考方向？答：（1）电流的实际方向就是正电荷移动的方向；电压的实际方向（极性）就是电位降低的方向。

（2）对于一个复杂电路，电流、电压的实际方向事先难以确定，而交流电路中电流、电压的实际方向随时间变化，这两种情况下都无法准确标识电流、电压的实际方向，因此需要引入参考方向的概念。

（3）电流（或电压）参考方向是人为任意假定的。

按电流（或电压）参考方向列有关方程，可解出电流（或电压）结果。

若电流（或电压）结果数值为正，则说明电流（或电压）的实际方向与参考方向相同；若电流（或电压）结果数值为负，则说明电流（或电压）的实际方向与参考方向相反。

（4）可以任意指定电流和电压的参考方向。

1-3（1）功率的定义是什么？（2）元件在什么情况下是吸收功率的？在什么情况下是发出功率的？（3）元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向有何关系？答：（1）功率定义为单位时间内消耗（或产生）的能量，即()dWp tdt由此可推得，某二端电路的功率为该二端电路电压、电流的乘积，即()()()p t u t i t=（2）某二端电路的实际是吸收功率还是发出功率，需根据电压、电流的参考方向以及由()()()p t u t i t=所得结果的正负来综合判断，见下表电压、电流参考方向功率计算值（电压与电流的乘积）正负实际吸收功率或发出功率关联参考方向正实际吸收功率负实际发出功率关联参考方向正实际发出功率负实际吸收功率（3）元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向无关。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：倍频电路设计初始条件：具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。

要求完成的主要任务：1. 采用晶体管或集成电路设计一个倍频电路；2. 额定电压5V，电流10～15 mA ；3. 输入频率4MHz，输出频率12 MHz 左右；4. 输出电压≥ 1 V，输出失真小；5. 完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。

时间安排：1．2011年6月3日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。

2．2011年6月4日至2011年6月9日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。

3. 2011年6月10日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)2 设计内容及要求 (2)2.1 设计目的及主要任务 (2)2.1.1 设计的目的 (2)2.1.2 设计任务及主要技术指标 (2)2.2 设计思想 (2)3 设计原理及方案 (3)3.1 设计原理 (3)3.1.1锁相环组成介绍 (3)3.1.2锁相环原理 (5)3.1.3 NE564芯片介绍 (6)3.2 设计方案 (7)4 电路制作及硬件调试 (9)5 心得体会 (10)参考文献 (11)摘要倍频器实质上就是一种输出信号等于输入信号频率整数倍的电路，经倍频处理后，调频信号的频偏可成倍提高，即提高了调频调制的灵敏度，这样可降低对调制信号的放大要求。

采作倍频器可以使载波主振荡器与高频放大器隔离，减小高频寄生耦合，有得于减少高频自激现象的产生，提高整机工作稳定性。

在要求倍频噪声较小的设备中，可采用NE564芯片根据锁相环原理构成的锁相环倍频器。

四输入或非门专项实践任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 四输入或非门的设计初始条件：计算机、ORCAD软件，L-EDIT软件要求完成的主要任务:（包括集成电路专项实践工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、集成电路专项实践工作量：1周2、技术要求：（1）学习ORCAD软件，L-EDIT软件。

（2）设计一个四输入或非门电路。

（3）利用ORCAD软件，L-EDIT软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。

3、查阅至少5篇参考文献。

按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。

全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：2015.6.19布置集成电路专项实践任务、选题；讲解集成电路专项实践具体实施计划与课程设计报告格式的要求；集成电路专项实践答疑事项。

2015.6.19-6.24学习ORCAD软件，L-EDIT软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。

2015.6.24-7.1用ORCAD软件设计四输入或非门电路并进行仿真工作，再利用L-EDIT 软件绘制其版图，完成集成电路专项实践报告的撰写。

2015.7.1 提交集成电路专项实践报告，进行答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日设计项目:：四路彩灯显示系统设计目录摘要 .............................................................................................................................................................................. Abstract (I)1 绪论 02 设计内容及要求 (1)2.1 设计的目的及主要任务 (1)2.2 设计思路 (1)3软件介绍 (1)3.1 OrCAD简介 (1)3.2 L-Edit简介 (3)4四输入或非门 (4)4.1 四输入或非门电路结构 (4)4.2 四输入或非门电路仿真 (5)4.3 四输入或非门的版图绘制 (6)4.3.1 NMOS管 (6)4.3.2 PMOS管 (7)4.3.3 输出端口 (7)总结 (9)参考文献 (11)摘要或非门是一种非常常用的数字门电路，本文详细介绍了基于CMOS管的L-EDIT环境下的四输入或非门电路设计仿真及版图布局设计验证。

课程设计任务书学生姓名: 吴庆专业班级: 电信0906 指导教师: 李景松工作单位:信息工程学院题目: 电路CAA课程设计━━基于PSpice的节点电压、支路电流分析━━基于PSpice的一阶电路的暂态分析初始条件:1.提供实验室机房及其PSpice软件；2.自选一电路图（3个节点、4条支路以上）。

3.选一阶RC和RL电路。

要求完成的主要任务：(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求):1、熟练运用PSpice软件创建电路、模拟电路、显示或绘制结果；2、使用该软件进行电路的节点电压、支路电流分析；3、使用该软件在方波电源作用下，分别进行一阶RC和RL电路的零状态响应分析；4、独立完成课程设计说明书，课程设计说明书按学校统一规范来撰写，具体包括：⑴目录；⑵理论分析；⑶程序设计；⑷程序运行结果及图表分析和总结；⑸课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。

）；⑹参考文献（不少于5篇）。

时间安排:(1) 布置课程设计任务，查阅资料，学习Pspice软件两天；(2) 用Pspice软件进行电路分析一天半；(3) 完成课程设计报告书及答辩一天半；参考文献：(1)周守昌主编. 电路原理（上，下册）.2版.北京高等教育出版社，2004.(2)汪建民.PSpice电路设计与应用. 北京：国防工业出版社，2004.(3)邱关源主编.电路（第三版上，下册）.北京：高等教育出版社，2005指导教师签名: 年月日系主任(或责任教师)签名: 年月日目录1.PSPICE软件简介 ......................................................................................... - 3 -1.1 PSPICE程序简介......................................................................................... - 4 -1.2 PSPICE功能简介......................................................................................... - 5 -2.电路原理 .............................................................................................................. - 8 -2.1节点电压、支路电流电路...................................................................... - 8 -2.2一阶暂态电路............................................................................................... - 11 -3. 仿真曲线 ......................................................................................................... - 13 -3.1.节点电压，支路电流仿真图............................................................. - 13 -3.2一阶暂态电路仿真图 .............................................................................. - 15 -4曲线分析.............................................................................................................. - 18 -4.1节点电压、支路电流仿真图分析 ................................................... - 18 -4.2节点电压仿真曲线分析 ......................................................................... - 18 -4.3 一阶电路暂态分析................................................................................... - 19 -5设计电路分析总结.................................................................................... - 20 -5.1节点电压、支路电流分析.................................................................... - 20 -5.2一阶暂态电路分析总结 ......................................................................... - 20 -6.课程设计心得 ............................................................................................... - 22 -7.参考文献 ............................................................................................................ - 23 -1.PSPICE软件简介用于模拟电路仿真的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTR AN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。