湖南工业大学
课程设计
资料袋
理学院（系、部） __2013~2014__ 学年第 _一_ 学期
课程名称电子线路1 指导教师黄仲职称讲师
学生姓名黎家良、林声冠、向盟盟专业班级电子信息科学与技术1201 学号 06、08、15 题目“窗口”电压比较器设计
成绩起止日期 13 年 12月 23日～ 13年 12 月 27 日
目录清单
湖南工业大学
课程设计任务书
2013—2014 学年第 1 学期
理学院学院（系、部）电子信息科学与技术专业 1201 班级课程名称：电子线路1 _
设计题目：“窗口”电压比较器设计
完成期限：自 2013 年 12 月 23 日至 2013 年 12 月 27 日共 1 周
指导教师（签字）：年月日
系（教研室）主任（签字）：年月日
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设计说明书
“窗口”电压比较器设计
起止日期： 2013 年 12月 23日至 2013年 12月 27日
学生姓名黎家良、林声冠、向盟盟
班级电子信息科学与技术1201
学号06、08、15
成绩
指导教师(签字)
理学院（部）
2013年 12月 23日
1．课题研究的背景和意义
电压比较器可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。
简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。
运放，是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器输入是线性量，而输出是开关（高低电平）量。一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。
可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07OP27，这些都可以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339、LM393是专业的电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合，其实它们也是一种运算放大器。
2．课题研究的内容
基本共射放大电路虽然有增益高的特点，但要实现稳定增益和高输入电阻，还必须在电路中引入其它技术方法，形成改进的电路结构。所以首先必须对设计电路的技术指标进行分析，在此基础上，研究为了实现所要求的技术指标，引入何种技术方法及与如何融入的方法，以形成相应的电路结构。
确定电路结构后，需要对实际搭造电路中的各种情况充分分析考虑，如使用的元器件参数不完全一致，工作环境不同等。在此基础上进行设计计算，保证在各种不同情况下，电路的设计技术指标都能满足要求。
在设计计算的基础上，依据元器件的标称值范围，探讨器件参数留有合理的裕量，以保证安全性，又要考虑成本因素，选择恰当的器件。
为保证电路设计的可靠性，还需要对设计的电路进行指标核算。
在设计计算与核算中，要利用和探讨可靠与有效的计算方法，研究怎样合理有效利用电路设计和验证的辅助工具，以提高设计效率和设计的可靠性。
3．功能的拟实现
（1）从实现最主要的技术指标---稳定的增益和高输入电阻出发，
可以考虑采用深度负反馈的技术方法。这样做，一方面，增益仅与
参数值极为稳定的电阻元件有关，增益稳定性能得到可靠的保证。
（2）引入深度负反馈，增益会极大下降，要保证实现增益指标，
就要求未引入负反馈时的基本放大器增益足够高。从稳定增益的角度，不宜用β太高的晶体管，这又使得一级放大器难以达到高增益。
所以，可以考虑用两级放大。
设计（研究）方案和进度安排：
第一阶段：（5月8日—6月26日）课程设计的相关资料的搜集。
第二阶段：（12月23日―12月24日）确定电路结构，初步完成设计计算。在老师指导下，确认设计的可行性。
第三阶段：（12月25日）完成设计计算，选择好元器件。
第四阶段：（12月26日）完成电路设计核算，确认设计的可靠性。
第五阶段：（12月27日）完成设计报告的写作和文本打印。
本组成员：***， ***， ***
附件：
附件1.设计电路图
元器件清单
序号名称规格型号数量T 1，T2 小功率NPN管 3DG6A β80∽100 2
R1 碳膜电阻… 1/8W ±5% 1
R2 碳膜电阻… 1/8W ±5% 1
R3 金属膜电阻… 1/8W ±1% 1
R4 金属膜电阻…. 1/8W ±1% 1
R5 碳膜电阻 13K 1/8W ±5% 1
R6 碳膜电阻 7.5K 1/8W ±5% 1 R7 金属膜电阻… 1/8W ±1% 1
R8 碳膜电阻 2K 1/8W ±5% 1
R9 碳膜电阻 1 K 1/8W ±5% 1
RW 碳膜电阻… 1/8W ±5% 1
C1，2，3，5 电解电容 22μ 15V ±5% 5
C4 电解电容 47μ 15V ±5% 1 仿真结果
附件2：电路设计计算说明 一 .电路设计计算（报告中可不写）
1）.由深度负反馈的要求1+A F 》1，取A F =30。
根据AF A A f +=1
得 A dA
AF A dA d A A f
f 31111=
+= 在dA/A 不超过50%时，
A
A f
f
d 就不会超过2.0%，满足
Af 变化不大于3%的要求。
取F=1/30，此时，Af=30，满足设计要求。但这需要 A 不小于900。在A 大于900时，AF 更能满足AF 》1。
因此，两级放大电路的各级的基本放大器放大倍数各取30以上。
2）.T2级设计
考虑负载在1—3K 之间，从阻抗匹配考虑，取R8=2K 。
则RL ´最小时为0.66K 。因要求最大不失真电压幅度为2V ，Icm* RL ´=2V ，故Icm 应不小于2/0.66=3.01mA ，留点余量，静态电流IC 取3.2mA 。 由下图关系：
取VCE=2.6v 。
按稳定静态要求，取VE=4VBE=2.8v ，则R9=2.8/IC=2.8/3.2=0.87K ，取1K 。 电源电压至少取2.6+3.2*（2+1）=11.6V ，取12V 。
