模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)成果</p><p>　　院（系）:_電子信息工程學(xué)院_ 班 級(jí): 自普本2008－01 </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位）____ I404_ ____________設(shè)計(jì)題目:_______________________________________</p><p>　　完成日期：

2、 2010 年 7 月 9 日 </p><p>　　指導(dǎo)教師評(píng)語: _______________________________________</p><p>　　________________________________________________________________________________________________________

3、_________________________________________________________________________________________________ __________ _ </p><p>　　成績(jī)(五級(jí)記分制):______ __________ 教師簽名:_________________________</p

4、><p>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)和指標(biāo)要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　二、設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　三、各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

5、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　四、仿真調(diào)試過程及結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7</p><p>　　五、設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8</p><p>　　六、對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的意見

6、及建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9</p><p>　　七、參考資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10</p><p>　　八、附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

7、．．．．．．11</p><p>　　附件1 整機(jī)邏輯電路圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11</p><p>　　附件2 元器件清單．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12</p><p><b>　　一 設(shè)計(jì)任務(wù)

8、</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間：2010-7-5到2010-7-9</p><p><b>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)：I404</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)由集成運(yùn)放組成的測(cè)量放大器。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)：</b></p><p&

9、gt;　?。?）輸入信號(hào) Ui，P-P=1mV時(shí)，輸出電壓信號(hào)Uo,p-p=1V；</p><p>　　（2）輸入阻抗 Ri＞1MΩ；</p><p>　?。?）頻帶寬度 BW=1HZ~1KHZ；</p><p>　?。?）共模抑制比 KCMR ＞70dB</p><p>　　二 設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述</p><p>&

10、lt;b>　　設(shè)計(jì)框圖：</b></p><p><b>　　整機(jī)概述：</b></p><p>　　在測(cè)量放大器的輸入端輸入要測(cè)量的微弱信號(hào)，經(jīng)過測(cè)量放大器的前端同相并聯(lián)差動(dòng)放大器，在抑制共模信號(hào)輸出的同時(shí)將差模信號(hào)放大并輸入到下一級(jí)，在經(jīng)過測(cè)量放大器的放大部分將信號(hào)再一次放大。后經(jīng)過由高通與低通串聯(lián)構(gòu)成的有源濾波器進(jìn)行濾波，選擇頻率在1到1000

11、Hz的波形進(jìn)行檢測(cè)。 </p><p>　　三 各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說明</p><p><b>　　1.測(cè)量放大電路</b></p><p>　　測(cè)量放大器由兩個(gè)同相放大器和一</p><p>　　個(gè)差動(dòng)放大器組成，如圖1所示。該電 A1 u 路具有輸入

12、阻抗高，電壓放大倍數(shù)容易 R2 R3 </p><p>　　調(diào)節(jié)，輸出不包含共模信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)。 uo1 測(cè)量放大器的第一級(jí)由兩個(gè)同相放 </p><p>　　大器采用并聯(lián)方式，組成同相并聯(lián)差動(dòng)

13、 </p><p>　　放大器，如圖2所示。該電路的輸入電 </p><p>　　阻很大。若不接R時(shí)，該電路的差模輸 </p><p>　　入電阻Rid≈2ric。共模輸入電阻Ric≈ric/2。</p>

14、<p>　　由于運(yùn)放的共模輸入電阻ric很大，當(dāng)接</p><p>　　入電阻R后，由于R小，則R與Rid或 圖1 測(cè)量放大器電路</p><p>　　Ric并聯(lián)后，該電路的輸入電阻就近似等于R。</p><p>　　圖2電路的差模電壓放大倍數(shù)為：</p><p>　　由上式可知，改變R1的值就能改變電路

15、的電壓放大倍數(shù)。通常用一個(gè)電位器與一個(gè)固定電阻串聯(lián)來代替R1。這樣調(diào)節(jié)電位器的值，就能改變電路的電壓放大倍數(shù)。</p><p>　　圖2電路的優(yōu)點(diǎn)是輸入電阻很大，電壓放大倍</p><p>　　數(shù)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，適用于不接地的“浮動(dòng)”負(fù)載。缺點(diǎn) A1 </p><p>　　是把共模信號(hào)按1：1的比例傳送到輸出端。

16、 R R2 </p><p>　　測(cè)量放大器的第二級(jí)由運(yùn)算放大器A3與電阻R3、 R1</p><p>　　R4、R5、Rw一起組成基本差動(dòng)放大器。如圖3所示。 ui </p><p>　　該電路的差模輸入電阻： Rid=2R3。

17、 </p><p>　　共模輸入電Ric=R3+R4。 </p><p>　　差模電壓放大倍數(shù)為： </p><p>　　因此圖1測(cè)量放大器的輸入阻抗由R的值決定。 圖2 同相并聯(lián)差動(dòng)

18、放大器</p><p>　　差模電壓放大倍數(shù)為： 1 R4</p><p><b>　　2.帶通電路圖</b></p><p>　　要求設(shè)計(jì)一個(gè)有源二階帶通濾波器，指標(biāo)要求為：</p><p><b>　　通帶中心頻

19、率 ;</b></p><p>　　通帶中心頻率處的電壓放大倍數(shù)：Au=1;</p><p><b>　　帶寬： 。</b></p><p>　　選用附錄中圖8電路。</p><p><b>　　該電路的傳輸函數(shù)：</b></p><p><b>　　

20、（20）</b></p><p><b>　　品質(zhì)因數(shù)： </b></p><p><b>　　（21）</b></p><p><b>　　通帶的中心角頻率：</b></p><p><b>　?。?2）</b></p>&l

21、t;p>　　通帶中心角頻率處的電壓放大倍數(shù)：</p><p>　?。?3） </p><p><b>　?。?4）</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　，<

22、;/b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　四、仿真調(diào)試過程及結(jié)果分析</p><p>　　1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)記錄</p><p>　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是當(dāng)在輸入端輸入有一定差異并頻率在要求的頻帶內(nèi)的微弱正弦信號(hào)源，在輸出端經(jīng)過示波器的追蹤時(shí)進(jìn)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)被放大了1000倍的正弦波形

23、，在頻率為1Hz與1000Hz的正弦信號(hào)時(shí)，波形將會(huì)有所下降，下降大約3dB左右，也就是放大倍數(shù)由1000下降到707倍。在遠(yuǎn)小于1Hz的信號(hào)幾乎不會(huì)輸出，同樣遠(yuǎn)大于1000Hz的信號(hào)也不會(huì)有輸出。</p><p>　　2、實(shí)驗(yàn)調(diào)試排故等描述</p><p>　　有設(shè)計(jì)性能指標(biāo)要求放大倍數(shù)要為1000倍，而放大倍數(shù)由R1,R2,R3,R4四個(gè)電阻決定。即 </p><

24、p>　　Au=(1+2R2/R1)*R4/R3=1000</p><p>　　確定R2=100K,R3=10K,為達(dá)到要求，經(jīng)過調(diào)試R4=38K,R1=650</p><p>　　在濾波電路段，低通的電容C=0.01u，由中心頻率計(jì)算公可得低通出的電阻為16K，高通的電容C=0.1u，有中心頻率計(jì)算公式可得高通的電阻為875K。通過仿真軟件的仿真，對(duì)算出的理論值進(jìn)行檢測(cè)，通過查看電路

25、輸出的波形進(jìn)行調(diào)試，最終達(dá)到指標(biāo)要求</p><p>　　五、設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)</p><p>　　經(jīng)過一周的模電課程設(shè)計(jì)，雖然時(shí)間是短了一點(diǎn)，設(shè)計(jì)的沒有那么仔細(xì)，但我還是感覺收獲很多。我們這次設(shè)計(jì)的是一個(gè)測(cè)量放大電路，為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)微弱的差異信號(hào)。經(jīng)過查閱資料與組員的商討，最終我們形成了兩套方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。上面的整合電路就是我們?cè)谝恢軆?nèi)設(shè)計(jì)的結(jié)果。它是由四個(gè)集成運(yùn)放和幾個(gè)電阻與電容組

26、成的，基本功能是抑制共模信號(hào)，放大差模信號(hào)，在進(jìn)行選頻，實(shí)現(xiàn)對(duì)一定頻帶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。</p><p>　　我們結(jié)合測(cè)量放大器的原理圖，利用實(shí)驗(yàn)室的元件進(jìn)行了設(shè)計(jì)仿真。在這過程中，我們對(duì)不同運(yùn)放進(jìn)行了對(duì)比調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了不同的效果，從中對(duì)集成運(yùn)放的功能差異有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)掌握了集成運(yùn)放的工作原理。整個(gè)元件的放大倍數(shù)容易實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)前端的電阻的調(diào)試更換，我們實(shí)現(xiàn)了放大倍數(shù)接近1000倍。在調(diào)試的過程中，我們對(duì)模電

27、中對(duì)放大電路放大倍數(shù)的計(jì)算有了很好的鞏固。我也從中理解了一直迷惑的問題，就是反饋的作用。</p><p>　　在對(duì)濾波那段電路的設(shè)計(jì)，我們花了很多時(shí)間。為達(dá)到指標(biāo)要求的頻帶，我們先經(jīng)過了假設(shè)與理論計(jì)算，得出了一組數(shù)據(jù)，我將其安在電路中，進(jìn)行了比較，到與預(yù)想相差很大，我們進(jìn)過分析調(diào)試，我們終于實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)，雖然沒有那么精確，但已經(jīng)達(dá)到效果。我們很欣慰，我們也感受到動(dòng)手操作的好處，將在課堂上學(xué)的不好的部分幾乎弄明白了。

28、我們將仿真的出的數(shù)據(jù)再次進(jìn)行軟件仿真，效果明顯的顯示出來。值得強(qiáng)調(diào)的是我又掌握了如何用軟件仿真設(shè)計(jì)的模電，數(shù)電電路圖，這為我們以后的學(xué)習(xí)，共工作都有好處。</p><p>　　以前我對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)類的安排都不夠重視，認(rèn)為那學(xué)不到什么東西。隨著這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待每一次自己動(dòng)手的機(jī)會(huì)，從中學(xué)習(xí)一些在課堂上得不到的東西。</p><p>　　六、對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的意見及建議<

29、/p><p>　　我認(rèn)為本次課程設(shè)計(jì)整體不錯(cuò)，只是時(shí)間太過于緊，只有一周的時(shí)間，我們沒有更好的設(shè)計(jì)出更理想的結(jié)果。還有實(shí)驗(yàn)室的原件型號(hào)不多，供調(diào)試的選擇不多，不利于實(shí)驗(yàn)的調(diào)試。我建議以后盡量讓設(shè)計(jì)的時(shí)間充沛一些，從而我們可以有更多的時(shí)間參考資料與處理消化設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　七、參考資料</b></p><p>　　1.電

30、子技術(shù)基礎(chǔ)（模電部分） （康華光主編 高等教育出版社出版第五版）</p><p>　　2.測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)【M】（韓云臺(tái)主編 國(guó)防工業(yè)出版社 1989年5月第一版）</p><p>　　3.測(cè)量技術(shù)——理論與應(yīng)用【M】（黃唯一黃均芳德等編 國(guó)防工業(yè)出版社 1988年第一版）</p><p>　　4.自動(dòng)測(cè)檢技術(shù)【M】(宋文緒主編 冶金工業(yè)出版社 2000年第

31、一版)</p><p>　　5.檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)【M】 梁森編 北京出版社 2004年7月）</p><p><b>　　6.其他網(wǎng)上資料</b></p><p>　　八、附錄（包括：整機(jī)邏輯電路圖和元器件清單）</p><p>　　附錄一：整機(jī)邏輯電路圖</p><p><b>　　附

32、錄二：元件清單</b></p><p>　　集成運(yùn)放OP07CD 4件</p><p>　　電阻 14件</p><p>　　電容 2件</p><p>　　雙綜示波器 1件 </p><p>　　信號(hào)發(fā)生器