物理知识点.docx

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物理知识点

电子技术课程设计报告

学院：

计算机科学与技术

专业班级：

计算机13-8

学生姓名：

陈锐03

指导教师：

张凯利

完成时间：

2014-12-31

成绩：

评阅意见：

评阅教师日期

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

。

电路元件参数选择如图所示。

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（6）

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