模电课程设计要求.doc

电子技术课程设计
设计班级
B100405/06
专业
自动化(本科)
人数
69
课程名称
模拟电子技术
设计题目
1. 函数发生器的设计
2. 串联型直流稳压电源的设计
3. 多级低频阻容耦合放大器的设计
4. 由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器设计
5. 集成运放交流放大器设计
6. 正弦波信号发生器的设计

设计周数
1周
指导教师
路明礼
课题来源
工程实际
课题主要内容
①电源电路；②放大电路；③集成运放放大器应用电路；④电子元器件选择。
设计任务
1.采用晶体三极管、集成运放放大器实现电路和系统设计,满足性能指标要求。
2.撰写课程设计报告。
3.画出符合规范的电路原理图。
设计进度计划
调研、查找资料 1~1.5天
确定总体方案设计 0.5天
电路设计 2~2.5天（画原理图、参数计算）
撰写设计说明书 1天（含答辩）
教研室主任意见
日期
系主任意见
日期
一、课程设计目的：
1．电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品，巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识；
2．经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力；
3．课程设计是为理论联系实际，培养学生动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。
二、课程设计收获：
1. 学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。
2. 完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡；
3. 学会设计报告的撰写方法。
三、课程设计教学方式：
以学生独立设计为主，教师指导为辅。
四、课程设计一般方法
1. 淡化分立电路设计，强调集成电路的应用
一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的，在进行电子系统设计时，既要考虑总体电路的设计，同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟 、数字集成电路的出现，所以实现一个电子系统时，根据电子系统框图，多数情况下只有少量的电子电路的参数计算，更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。
2. 电子系统内容步骤：
总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书)
（1）总体方案框图：
反映设计电路要求，按一定信息流向，由单元电路组成的合理框图。
比如一个函数发生器电路的框图：

（2）单元电路设计与参数计算---电子元件选择：
l 基本模拟单元电路有：稳压电源电路，信号放大电路，信号产生电路，信号处理电路（电压比较器，积分电路，微分电路，滤波电路等），集成功放电路等。
l 基本数字单元电路有：脉冲波形产生与整形电路（包括振荡器，单稳态触发器，施密特触发器），编码器，译码器，数据选择器，数据比较器，计数器，寄存器，存储器等。
l 为了保证单元电路达到设计要求，必须对某些单元电路进行参数计算和电子元件选择，比如：放大电路中各个电阻值、放大倍数计算；振荡电路中的电阻、电容、振荡频率、振荡幅值的计算；单稳态触发器中的电阻、电容、输出脉冲宽度的计算等；单元电路中电子元件的工作电压、电流等容量选择。
（3）单元电路之间连接：
l 电气特性方面的匹配：阻抗匹配、线性范围匹配、高低电平匹配、负载能力匹配；
l 信号耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合；
l 信号时序配合：是数字系统设计时必须弄清的问题。纯模拟电路中,不存在时序问题。
（4）总体电路绘制：
完成单元电路设计及其相互连接之后，可绘制出总体电路图即电路原理图，这是电路安装、测试、分析、和绘制PLB的依据，实际上是一张草图。当电路调整、测试成功，满足设计要求后，可最终画出正式的、完整的总体电路图。
绘制总体电路图要求：
l 图纸布置合理，信号流向清晰；

l 图形符号规范标准，管脚标注清晰，便于看懂原理；单子元件的文字符号、型号、数值标在旁边，集成电路的文字符号、型号标在图形符号内或者旁边。
l 连线清晰，横平竖直，交叉相连用实心黑点标注，公共电源线、地线、时钟线可用规定的符号标注。如电源+VCC，+5V，时钟CP等。
五、撰写课程设计报告
课程设计报告也叫课程设计说明书，是学生最终需要上缴的重要文献，它包括：
1）设计报告名称（课程设计题目）：×××
2）设计任务：课程设计所要达到的性能指标，所要完成的任务；
3）总体方案框图
4）各单元电路设计、电路参数计算及简要说明
5）总体电路原理图及原理说明
6）总体电路安装接线图
7）安装调试（仪器选用、调试步骤、故障分析处理）
8）心得体会
9）电子元器件清单
10）参考文献书目
六、课程设计进度安排：
1调研、查找资料 1~1.5天
2.总体方案设计 0.5天
3.电路设计 2~2.5天（画原理图、参数计算）
4.撰写设计说明书 1天（含答辩）
七、课程设计成绩评定方法：
1. 查阅资料能力 占10%
2. 设计方案的正确性 占30％；
3. 设计说明书内容及规范程度 占40％；
4. 答辩 占20％（以上四项缺一不可）
总成绩按：优、良、中、及格、不及格五级分制评定。
八、课程设计题目：（可选参考题目）
7. 函数发生器的设计
设计任务：
设计一个函数发生器，能产生方波、三角波、正弦波、锯齿波信号。主要技术指标：
(1)输出频率范围100HZ~1KHZ、1~10KHZ
(2)输出电压：方波UPP=6V，三角波UPP=6V，正弦波UPP>1V,锯齿波UPP=6V。
8. 串联型直流稳压电源的设计
设计任务：
设计一个直流稳压电源，能产生方波、三角波、正弦波、锯齿波信号。主要技术指标：
(1) 输出电压可调范围：5~20V
(2) 最大输出电流：3A
(3) 稳压系数Sr≦0.1。
9. 多级低频阻容耦合放大器的设计
设计任务：
(1)输入正弦波信号：有效值Ui≦10mV、内阻RS=50Ω、频率f=30HZ~30KHZ；
(2)输出正弦波信号：有效值UO≧3V、RO≦10Ω；
(3)输入电阻：Ri≧20kΩ
(4)工作稳定：温度变化时闭环增益相对变化率为开环相对变化率的十分之一。
(5)消除自激振荡。
10. 集成运放交流放大器设计
设计任务：
(1)输入信号：有效值Ui≦10mV、内阻RS=50Ω、频率f=20HZ~20KHZ；
(2)输出信号：有效值UO≧5V、RO≦10Ω；
(3)输入电阻：Ri≧20kΩ，
(4)负载电阻：RL=2kΩ
11. 由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器设计
设计任务：
(1) 输入信号：有效值Ui≦200mV
(2) 最大输出功率：PO≧2W，
(3) 负载电阻：RL=8Ω，
(4) 通频带：BW=80HZ~10kHZ。
12. 正弦波信号发生器的设计
设计任务：
(1) 输出频率范围：20HZ~20KHZ
(2) 输出电压幅度：UPP>6V，
13. 电阻炉温度控制器设计
设计任务：
设计一个电阻炉温度控制器，使受控场所的环境温度维持在设定的温度范围内
(1) 设计合适的电源电路
(2) 用集成运放组成温度检测控制电路
(3) 用继电接触控制电路控制加热器。

数字电子电路系统的设计
14. 数字电子钟电路设计
设计任务：
设计并制作一个数字电子钟，要求如下：
（1）具有“时”、“分”、“秒”数字显示。
（2）具有“时”、“分”、“秒”校时功能
（3）具有整点报时功能，在离整点10s时，便自动鸣叫，声长1s，每隔1s鸣叫一次，前面四声是低音（500HZ），最后一声为高音(1KHZ)，共五次,并到达整点。

15. 一种简易数字频率计电路设计
设计要求：设计并制作一种用于频率测量的数字频率计电路，技术指标如下：
（1）频率测量范围：10～10kHZ，显示位数：4位
（2）输入电压幅度：300mV~3V，输入信号波形：任意周期信号
（3）手动清零
（4）测量误差最大为1
（3）电源：220V/50HZ

16. 信号周期测量电路设计
设计要求：设计并制作一种用于周期测量的数字电路，技术指标如下：
（1） 周期测量范围：1μs～999ms，显示位数：3位
（2） 输入信号电压幅度：300mV~3V，输入信号波形：任意周期信号
（3） 电源：220V/50HZ

17. 交通信号灯控制逻辑电路设计
设计任务：
设计一个十字路口交通灯控制电路，要求:
（1）主干道、支干道交替通行；
（2）主干道放行时间较长（设为48s），支干道放行时间较短（设为32s），倒计时显示；

（3）每次绿灯最后闪亮4s，接着黄灯闪亮4s，然后变红灯；

（4）电源：220V/50HZ
（5）采用中小规模集成电路设计，画出总体电路原理图，阐述基本原理
18. 脉搏计数电路设计
设计任务：
设计一个脉搏计，要求:
（1）实现在15s内测量1min的脉搏数，并且显示其数字。
（2）正常人们脉搏数一般为60~150次。

19. 多路智力竞赛抢答器逻辑电路设计
设计任务：
（1）设计一个至少可供6人进行的抢答器。
（2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。
（3）抢答器开始时数码管无显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。，并且不出现其他抢答者的序号。
（4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器的时间设定为60秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时，同时音乐盒有短暂的声响。
（5） 设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键。
（6）当设定的时间到，而无人抢答时，本次抢答无效，扬声器报警发出声音，并禁止抢答。定时器上显示00。

20. 数字式红外线测速仪
技术要求与指标：
1、 用红外线发光二极管，光敏三极管作为速度转换装置。
2、 测速范围：10~990转/分。
3、 三位数字显示，显示不允许闪烁。
设计原理与步骤：
光电转换采用发光二极管HG11（红外）光敏三极管3DU5C组成。在被测速的主轴上装一遮光板，板上打一小洞（或数个小洞），调整发光二极管、小洞、光敏三极管位置，输出一个脉冲，其它位置时，由于遮光板的挡光作用，光敏三级管无输出。这样只要测量一分钟内光敏三级管输出的脉冲个数，就知道转速了，因为两者在数量上是一至的。
闸门是一个控制门，在开通期间，计数脉冲顺利通过，在关闭期间计数脉冲则通不过。我们采用主门打开6S钟，即测量6S内的脉冲个数，转速就等于脉冲个数乘上10倍，为了把这一数值显示出来，而又不闪烁，采用先锁存，再译码显示。为了第二次测量，在计数值锁存后需对计数器清零，所以在关闭期间需完成锁存和清零功能，如以开门信号的后沿作标准，锁存延时为延时1，清零延时为延时2，可用锁存延时的结束时间做为清零延时的触发控制。
21. 简易电话计时器的设计
设计任务：
1. 每3分钟通话计时一次
2. 用数码管显示通话次数，最大99次
3. 详细说明设计方案，并计算元件参数
4. 当电路发生走时误差时，有手动复位功能
5. 每3分钟通话，声音提醒
22. 三位数字显示计时定时器设计
设计任务：
（1）计时功能。能任意启停，保持计时结果；
（2）开机自动复位；
（3）最大计时显示为9分59秒；
（4）定时报警
23. 简易数字电容测量仪设计
设计任务：
（1）测量范围1000pF~999μF；
（2）3位数字显示。
24. 基于Multisim数字钟电路仿真设计
（1）介绍Multisim应用
（2）绘制工作原理图；
（3）仿真结果分析。

温度控制器电路工作原理
该温度控制器电路由电源电路、温度检测控制电路和控制执行电路组成，如图所示
　电源电路由电源变压器T、整流二极管VD1～VD4、电阻器R1与R2、电源指示发光二极管VL1、滤波电容器C1和稳压二极管VS等组成。
温度检测与控制电路由热敏电阻器RT、时基集成电路IC、电位器RP1～RP4、电阻器R3与M和电容器C2～C4组成。
执行电路由继电器K1、发光二极管VL2、二极管VD5、交流接触器KM和电热器EH组成。

交流220V电压经T降压、VD1～VD4整流、RI限流、C1滤波及vs稳压后，产生12V（Vcc）直流电压，作为IC的工作电源。同时，经R2限流降压后将VL1点亮。
IC的6脚为基准电压端，2脚为温度检测控制端，3脚为控制输出端。
RP1用来设定温度的下限值，RP2用来设定温度的上限值。
在受控场所的环境温度低于受控温度的下限值时，IC的3脚输出高电平，使VL2点亮，继电器Κ和交流接触器KM吸合，电热器EH通电开始加热。RT的阻值随着温度的上升而下降，当环境温度上升时，RT的阻值变小，使IC的2脚、6脚电压升高。当温度达到设定的上限值，IC的6脚电压将高于2 Vcc／3时，3脚输出低电平，VL2熄灭，K和KM释放，EH断电停止加热。随后受控场所的环境温度又开始逐渐下降，IC的2脚、6脚电压也开始下降。当温度降至设定温度的下限值、IC的2脚电压低于Vcc／3时，IC的3脚又输出高电平，使VL2点亮，K和KM又吸合，EH通电工作。如此周而复始，使受控场所的环境温度维持在设定的温度范围内。
元器件选择
R1～R4选用1／4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
RP1和RP2均选用多圈高精度电位器；RP3和RP4均选用膜式可变电阻器。
RT选用负温度系数的热敏电阻器。
C1选用耐压值为25V的铝电解电容器；C2～C4选用独石电容器或涤纶电容器。
VD1～VD4均选用1N4007型硅整流二极管；VD5选用1N4148型硅开关二极管。
VS选用1W、12V硅稳压二极管。
VL1和VL2均选用φ5mm的发光二极管，VL1选红色，VL2选绿色。
IC选用NE555时基集成电路。
K选用12V直流继电器。
KM选用线圈电压为220V的交流接触器，其触头电流容量应根据EH的实际功率来选择。