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目录
模拟电子技术课程设计报告1
一.设计要求1
二.设计的作用、目的1
三.设计的具体实现1
(1).系统概述1
(2).单元电路设计(或仿真)与分析2
(3).电路的安装与调试5
四.心得体会、存在问题和进一步的改进意见等7
五.附录7
六.参考文献8
模拟电子技术课程设计报告
1.设计要求
1.熟悉MULTISIM软件的使用。
2.通过MULTISIM软件仿真调试信号发生器、温度控制系统电路和简易电子琴电路。
3.实际搭建出信号发生器,温度控制系统电路,干手器电路和简易电子琴电路并调试。
2.设计的作用、目的
1.MULTISIM10:
由NI公司推出的电路仿真设计软件,能够仿真模拟调试模拟电路。
通过学习,掌握使用仿真软件的方法。
2.信号发生器:
是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
按信号波形可分为正弦信号、函数(波形)信号。
信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形,如三角波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
3.温度控制系统电路:
利用电桥采集温度信号,使用差分输入构成放大电路,并使用反相电压比较器输出不同电压信号,模拟不同温度下红灯和绿灯的亮灭。
了解双臂电桥和差分输入集成运算放大器的原理,掌握反相电压比较器的性能和调试方法。
4.简易电子琴电路:
由RC桥式振荡电路产生正弦波,通过改变接入电路的电阻阻值改变正弦波频率,使用LM386D进行功率放大,使扬声器发出不同频率的声音。
了解RC桥式振荡电路的原理及调试方法,了解LM386D对功率放大的原理。
5.干手器电路:
使用光敏电阻采集信号,基本电路原理和温度控制系统电路相同。
3.设计的具体实现
(1).系统概述
信号发生器用来产生频率为20Hz~200kHz的正弦信号(低频)。
除具有电压输出外,有的还有功率输出。
所以用途十分广泛,可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带,也可用作高频信号发生器的外调制信号源。
温度控制系统电路和干手器电路都采用电桥来采集信号,并通过差分输入构成放大电路,将反相电压比较器的输出信号经三极管放大后来控制继电器的开关。
当外界信号引起热敏电阻和光敏电阻变化时,会产生不同输入信号,使得继电器端控制的灯产生不同的亮灭情况。
简易电子琴电路采用RC桥式振荡,产生正弦波,通过按键改变接入电路中的电阻阻值,来改变正弦波的周期。
后经过三极管放大电路推动后,送入集成功放LM386进行功率放大,最后驱动扬声器工作。
(2).单元电路设计(或仿真)与分析
1.电桥信号采集电路
电桥信号采集电路如图
(1)所示,当外界信号发生改变时,引起电阻R1发生改变,使得A,B两点间的电位差发生改变。
电路元件参数选择如图所示。
图
(1)
2.差分输入放大电路
差分输入放大电路如图
(2)所示。
因
,则输出信号
。
图
(2)
3.反相电压比较器电路
电压比较器的电路如图(3)所示。
正向输入端
为上级差分放大输出电压,反向输入端
则当
时,输出端
为
,反之当
时,输出端为
电路中元件参数选择如图所示。
图(3)
4.RC桥式正弦波振荡器电路
RC桥式正弦波振荡器的电路如图(4)所示。
电路的振荡频率
,通过改变接入电路中
的值来改变电路的振荡频率。
通过按键改变接入电阻的电路图如图(5)所示。
八个不同的电阻使得RC桥式正弦波振荡器可以输出八种不同频率的正弦波。
后级经过三极管放大电路推动后,送入集成功放LM386进行功率放大,最后驱动扬声器工作。
电路中元件参数选择如图(4)和图(5)所示。
LM386连接方式如图(6)所示。
图(4)
图(5)
图(6)
(3).电路的安装与调试
经由以上分析,先通过MULTISIM10搭建了信号发生器,温度控制系统和简易电子琴的仿真电路,如图(6)图(7)图(8)所示。
图(7)
图(8)
在信号发生器电路中仿真电路运行如图
在搭建实际电路后,连接示波器与不同输入端接
如图矩形波
如图三角波
如图正弦波
在温度控制系统电路中,调节R1,会使得红灯亮(加热)或绿灯亮(保温)。
在简易电子琴电路中,按下不同的按键,在扬声器端可以检测出不同频率的方波,使得扬声器发出不同频率的声音。
实际电路的搭建时,使用LM324D集成运放,搭建了温度控制器电路,效果图如图(9)所示,普通状态下绿灯亮,调节滑动变阻器,红灯亮,
图(9)
图(10)
实际电路的搭建时,使用LM324D集成运放,搭建了干手器电路,效果图如图(11)所示,普通状态下绿灯亮,当遮蔽了光敏电阻后,红灯亮,风扇转,如图(12)所示。
图(11)
图(12)
简易电子琴电路的搭建如图(13)所示。
使用了LM324D四集成运放和LM386运放。
当按下不同的按键,改变了电路振荡频率,由于门限电压设置较高,会在运放的输出端产生不同频率的方波,经三极管放大后送入LM386进行功率放大,从而推动扬声器工作,发出不同频率的声音。
因硬件资源有限,仅调试出了五种不同频率的声音。
图(13)
4.心得体会、存在问题和进一步的改进意见等
通过本次模拟电子课程设计掌握熟练了MULTISIM10的仿真使用方法,并了解了温度控制系统电路和简易电子琴电路的原理,掌握了电桥式信号采集,差分放大输入,反相电压比较,RC桥式振荡等电路的特性和功能。
并通过实际电路的搭建,熟悉了运算放大器的使用方法,遇到并解决了硬件电路搭建中的问题。
在实习过程中,首先在仿真电路的设计上,采用了TL082CD运算放大器来搭建电路,因为在模拟过程中发现LM324在仿真软件中的
为无穷大,与实际情况不符,使得仿真结果出错,而在硬件搭建的过程中,采用LM324D运算放大器。
其次在搭建硬件电路时,很多时候第一次搭建的电路都不能正常工作,此时采用万用表,示波器等仪器来检查电路中出现的问题,比如运放不能正常工作,电位器阻值调节等。
5.附录
元器件列表
干手器电路:
四运放LM3241片
2K电阻6只
10K电阻6只
200Ω电阻2只
5K电位器1只
NPN三极管90131只
光敏电阻1只
5V继电器1只
红色发光二极管1只
绿色发光二极管1只
风扇1只
面包板1块
导线若干
简易电子琴电路:
按键8只
50K电位器8只
10K电位器2只
LM324四运放1只
LM386功放1只
10μF电容3只
9013功放管1只
104电容3只
100μF电容1只
10K电阻2只
导线若干
面包板2块
各电路仿真图和实物电路图如前所示。
6.参考文献
1.何召兰.《电子技术基础实验与课程设计》.高等教育出版社.2012.9
2.房国志.《模拟电子技术基础》.国防工业出版社.2012.1
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- 关 键 词:
- 物理 知识点