电子技术综合设计Word文档格式.docx
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（9）收获和体会；
（9）附录：
列出参考文献；
列出系统需要的元器件清单。
3、评分标准
序号
评分项目
要求
基本分
评分
加分
备注
1
资料查阅
有查阅设计参考书、科技论文、科技报告等资料记录
10
良好：
资料查阅充实，加5分
一般：
6
较差：
4
2
问题回答
准确回答问题
回答问题准确无误，加5分
3
软件仿真
仿真功能正确、参数测试正确
30
综合结果特别优秀的加10分
20
硬件制作
工作稳定、参数测试正确
布局焊接美观、测试准确5
5
设计报告
设计报告工整、规范5
15
合计
90
优秀等级：
总分≥105分，其中基本分≥80分。
良好等级：
总分≥90分，其中基本分≥70分。
中等等级：
总分≥70分，其中基本分≥60分。
及格等级：
总分≥60分，其中基本分≥50分。
不及格等级：
总分≤59分，或有下列行为之一者，直接评为不及格。
（1）抄袭行为，指资料查阅、软件仿真电路、硬件电路原理图等其中之一直接拷贝同学的、或设计报告抄袭达30%以上者。
（2）缺设计报告，规定时间内不能提交设计报告。
（3）不能按时完成者，指选题、资料查阅及回答提问、仿真设计及检查验收、硬件制作及测试验收等环节规定的最终时间。
选题：
每人自由选其中1题，选题一周后不能更改。
一、放大器设计
放大器是应用广泛的基本模拟电路，主要用于小信号的放大，基本性能指标有增益系数、输入电阻、输出电阻、通频带（带宽）等，依据不同的性能要求选用不同的集成运放作为放大器件，不同的集成运放其增益带宽积为不同的常数，输入电阻决定于第一级、输出电阻决定于最后一级。
1、要求完成原理设计并通过软件仿真部分
（1）输入为100mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，放大器的性能参数为：
增益40dB、输入电阻50Ω、输出电阻≤10Ω、通频带范围300Hz~4000Hz。
总结：
1、设计放大电路第一步确定反馈类型：
运放器一般都用负反馈，使得放大电路稳定，正反馈电路会造成放大电路的不稳定。
2、正相放大与反向放大的区别：
正相放大不发生相位的改变，且总是放大；
反相放大会发生相位滞后180°
，且不仅可以放大也可以缩小。
3、低通滤波器会造成相位滞后，高通滤波器会造成相位超前。
4、放大器中滤波器决定通频带，反馈支路决定增益。
万用表测量的是有效值。
5、Q（品质因素）是相移造成的。
6、设计放大器的思路：
1）确定反馈类型
2）确定滤波器
3）调节通频带
4）调节增益
5）调试
7、741的带宽增益积为1M，如果带宽fh为400Khz，一级只能放大2.5倍。
（2）输入为0.5mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：
增益80dB、输入电阻≥200KΩ、输出电阻≤50Ω、通频带范围20Hz~400KHz。
1、设计放大器时，对于较高的通频带，应注意芯片的带宽增益积。
带宽增益积=增益*通频带（约等于上限频率），所以芯片的增益都有一定的限制范围。
2、放大器只放大幅值，并不改变频率，如若输入与输出的频率发生改变，原因可能是发生了自激振荡。
３、芯片内阻大约为１Ｍ欧姆，要求反馈电阻不能过大，如果与内阻相近，那么虚断原则将不会成立。
一般反馈电阻在１～１００Ｋ欧姆左右。
（3）输入为10mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：
增益60dB、输入电阻10KΩ、输出电阻≤20Ω、通频带范围500Hz~10KHz，要求增益可调，调节步进10dB。
软件仿真部分元器件不限，只要元器件库中有即可，但需要注意合理选取。
2、要求实际制作部分
上述（3）输入为10mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：
硬件制作部分核心元器件：
LM324、uA741、DAC0832，电阻电容不限。
二、滤波器设计
滤波器是限制信号的频率范围，用于提取有用信号、滤除噪声干扰信号、提高信噪比。
滤波器类型有无源滤波器和有源滤波器，其中又分为低通、高通、带通、带阻、全通等。
滤波器的主要性能参数有：
截止频率、下降速率、品质因素等。
（1）低通滤波器电路，截止频率分别为300Hz、1KHz，衰减速率≥40dB/十倍频。
1、RC低通滤波器中，R的阻值会影响运放器的输入电阻，实际运放中靠近原点附近存在死区，当输入电流很小时，运放器将会工作在类似于截止区的死区，从而无法如预期中放大。
2、低通滤波器一般可以放置在中间级。
放置在输入级，R的电阻将会影响输入电阻；
放置在输出级将会影响输出电阻，均会使得其工作在死区，所以一般滤波器放置在中间级，如若放置在输入或输出级，应使得R的电阻足够小，不影响输入或输出电阻，一般R的总值不宜超过1M。
3、运放器的输出电阻比较小，一般输出级的电阻不应影响运放器的输出电阻。
4、一级放大，出于输入、输出电阻的考虑，低通滤波器一般置于输入级，高通滤波器一般置于输出级。
（2）高通滤波器电路，截止频率分别为300Hz、1KHz，衰减速率≥40dB/十倍频。
（3）带通滤波器，频率范围300Hz~3400Hz，衰减速率≥40dB/十倍频。
（4）四阶椭圆形低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为50kHz，要求在200kHz处小于-50dB，-3dB通带误差不大于5%。
上述（4）四阶椭圆形低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为20kHz，要求在80kHz处小于-50dB，-3dB通带误差不大于5%。
uA741、LM324、9013，电阻电容不限。
交通灯定时控制系统的设计、制作
在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；
黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；
绿灯亮表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
1、设计任务及要求
设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：
（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。
（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。
（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。
选做扩展功能：
（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；
（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。
2、设计原理
（1）分析系统的逻辑功能，画出其框图
交通灯定时控制系统的原理框图如图1所示。
它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。
秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
图中：
TL：
表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。
定时时间到，TL=1，否则TL=0。
TY：
表示黄灯亮的时间间隔为5秒。
定时时间到，TY=1，否则，TY=0。
ST：
表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。
定时器
甲车道信号灯
秒脉冲
发生器
TLTYST
译码器
控制器
乙车道信号灯
图1交通灯控制系统原理框图
（2）画出交通灯控制系统的ASM（算法状态机）图
一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表1：
表1
控制器状态
信号灯状态
车道运行状态
S0（00）
S1（01）
S3（11）
S2（10）
甲绿，乙红
甲黄，乙红
甲红，乙绿
甲红，乙黄
甲车道通行，乙车道禁止通行
甲车道缓行，乙车道禁止通行
甲车道禁止通行，乙车道通行
甲车道禁止通行，乙车道缓行
控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。
为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：
AG=1：
甲车道绿灯亮；
BG=1：
乙车道绿灯亮；
AY=1：
甲车道黄灯亮；
BY=1：
乙车道黄灯亮；
AR=1：
甲车道红灯亮；
BR=1：
乙车道红灯亮。
由此得到交通灯的ASM图，如图2所示：
ARBY
ST
AGBR
TY
TL
ARBG
AYBR
图2交通灯控制系统的ASM图
（3）单元电路的设计
①定时器
定时器由与系统秒脉冲同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号ST作用下，先清零，然后在时钟上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。
②控制器
控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。
从ASM图可以列出控制器的状态转换表，如表2所示：
表2
输入
输出
现态
状态转换条件
次态
状态转换信号
TLTY
00
01
11
10
0X
1X
X0
X1
10
00
控制器的逻辑图自行设计。
③译码器
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