模拟电子线路课程设计
电子技术课程设计
题目：测深仪之接收机模块设计
学院：水声工程学院
姓名：王开举
学号：2010052110
同组人：无
完成报告日期：2013.07.07
成绩：
指导老师：勇俊
哈尔滨工程大学
测深仪之接收机模块设计
一．设计任务
设计一声呐测深仪系统的接收机模块设计，其要求如下：
1.带宽：20KHz~30KHz；
2.增益：40dB；
3.滤波器类型：巴特沃斯滤波器；
4.供电+18V和-18V；
5.带外衰减：-12dB/倍频程；
6.要求输入端具有高压保护功能；
7.输出阻抗：<100欧；
8.输入阻抗：不小于1M欧。
二．设计方案
水声接收机需要具有放大，滤波器等功能，原理框图如下图所示。前置放大器主要完成对小信号的放大，一般要求输入阻抗高，等效输入噪声要小。为了保证滤波器良好的线性相位特性，选择了巴特沃斯滤波器。此外本接收机是应用于换能器工作在收发合置情况下，因此接收机输入端要进行相应的保护以保证接收机正常工作。为了使测深仪满足不同测深要求，需要接收机信号输出不能产生强限幅失真，因此在接收机放大机应加入相应的限幅电路。
输入信号 第一级 2阶低 2阶高 第二级
放 大 通 滤 通 滤 放 大 射随 输出
30dB 波 器 波 器 10dB
三．单元电路设计参考图
实验目的和要求：
① 了解运放调零和相位补偿的基本概念。
② 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
③ 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。
实验原理：
预习思考：
1、 设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上；
电路图如P20页5-1所示，电源电压为±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ
2、 设计一个同相比例放大器，要求：|AV|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；
AR1RFRp=RF//R1RLVoVi+Vcc-Vcc
电源电压为±15V，R1=10kΩ，RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ
3、 设计一个电路满足运算关系 VO= -2Vi1 + 3Vi2
减法运算电路：1123213111113232)()()(ifififiiOVRRVRRRRRRVRRRVRRRVV
3)()(32131RRRRRRf，0,22211RRRRRff
取KRKRKRKRf100,0,20,10321 实验电路如
实验内容：
1、反相输入比例运算电路
（I） 按图连接电路，其中电源电压为±15V，R1=10 kΩ, RF=100 kΩ, RL=100 kΩ, RP=10 kΩ//100 kΩ
AR1RFRp=RF//R1RLVoVi+Vcc-Vcc
输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值，此时测出失调电压0.016 V
分析：失调电压是直流电压，将会直接影响直流放大器的放大精度。
直流信号测量：
Vi/V VO/V Avf
测量值 理论值
-2 14.25 -7.125 -10
-0.5 4.98 -9.96 -10
0.5 -5.02 -10.04 -10
2 -12.87 -6.435 -10
-1-
电路设计
一、设计I/V变换电路，实现2mA的电流信号转换为5V的电压信号。
1、电路图与仿真结果：如图一，
2、电路说明：
电路中使用了最简单常见的运放LM324系列，电路结构简单，可以广泛应用，如果对精度要求更高，可以选用精密运放，如OPA系列的运放。
电路原理简单，由理想运放的虚断特性，】广广2mA，由虚短特性u二u二0，所以u=-iXR=-5V，从而实现了将2mA的电流信号转换为5V
NPof2
的电压信号。
3、参数确定方法：
根据u=-iXR，要求输入2mA的电流输出5V的电压，可以确定
oi2
R=2.5k0。 2
4、分析总结：
由于输出电压仅与i和R有关，改变R电路就可以实现不同电流型号转化
i22
为要求的电压信号。同时由于不同场合条件不同，对电路稳定性的要求不同，可以根据实际条件改变运放型号，使电路可以在更广泛的范围里应用。
二、设计精密放大电路，其放大倍数为100倍。
1、电路图与仿真结果：如图二、图三，
2、电路说明：
电路用OPA系列精密运放实现精密放大，仿真结果如图三，电路为两级放大电路，每级的放大倍数为10。则经两级放大后放大100倍。而如果仅用一个运放完成100倍放大，仿真结果如图四，从示波器读数上可以看出放大结果-2-
为： -3-
A=982.55=98.3并不精密，而两级放大，放大倍数为A=999.3=99.99，精密u9.997u9.994
程度大大提高，因此选用两级放大电路。 电路图：
图二
3、参数确定方法:
1、电路图与仿真结果:电路图：如图五， 各放大电路的放大倍数分别为A二1+R=10,
R 1 u1 R
A二1+負二10，所以只要 R 5 u2
三、设计信号处理电路，完成如下运算U
o =2.5+u:
i 仿真结图 图四 -4-
仿真结果：如图六,
图六
其中通过信号源输入一个峰值为IV，频率为1kHz正弦波，示波器的通道A接信号源，通道B接信号处理电路输出端。示波器上的输出波形如图，根据从-5-
(完整版)《模拟电子技术》课程教学大纲
1 《模拟电子技术》课程教学大纲
英文名称：Analogue Electronics
一、课程说明
1。课程的性质:学科基础课
2。课程目的和任务
《模拟电子技术》是工科类电气和自动化各专业的一门必修的技术基础课程,是学习后续其他相关类课程的基础。其任务是通过模拟电子技术基础课程的学习，使学生获得模拟电路的基本理论、基本知识和基本技能；让学生在掌握几种半导体器件及几种主要的单元电路的基础上,初步具有读懂简单电子设备的电气原理图,会对主要环节进行定性分析和估算的能力;会独立完成有关模拟电子学方面的一些简单设计，并能完成安装和调试任务，同时初步掌握EDA 应用技术。
3. 适用专业
电子信息工程、机械电子工程
4．学时与学分
总学时：82学时，其中讲授64学时，实验18学时.
学分：4学分。
5．先修课程：
电路
6．推荐教材或参考书目:
教材：
江晓安. 模拟电子技术，西安电子科技大学出版社，1993年
主要参考书：
（1）童诗白。 模拟电子技术， 人民邮电出版社,1981年
（2）陈大钦. 模拟电子技术基础，武汉理工大学出版社，2001年
（3）童诗白主编。 模拟电子技术技术（第二版），高等教育出版社，1988年
7．主要教学方法与手段：
整个教学过程由课堂讲授、实验、辅导、作业四个环节组成,讲授采用传统教学方法。实验是2人1套实验设备。
8．考核方式：
考试总评成绩=70%考试成绩+30%考查成绩。考查包括考勤、实验和作业三部分。
9．课外自学要求:
要求学生在上课前能预习,课后要复习，认真完成课后作业。
二、教学基本要求和能力培养要求 (完整版)《模拟电子技术》课程教学大纲
2 1． 通过本课程各个教学环节，达到以下基本要求：
（1） 熟练掌握常用半导体器件的结构、特性及其应用。
(2） 熟练掌握交流基本放大电路、多级放大电路、负反馈放大电路、直接耦合放大电路(含运算放大器）、波形发生电路及直流稳压电源中的基本概念、基本原理和分析方法。
