模拟电子技术课程设计初稿.docx

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模拟电子技术课程设计初稿

北京联合大学信息学院

《模拟电子技术课程设计》

北京联合大学信息学院电子工程系

2011年2月

前言

《模拟电子技术课程设计》是电子信息类专业重要的实践性环节，对培养学生的兴趣和理论联系实践的能力有着重要的作用。

本课程设计的实施是信息学院教学改革的一个重要组成部分，是根据教学计划的要求并结合当前的实际情况进行实施。

整个课程设计的内容、实施方式、考核方式和经费使用要求均比原来的方案有了较大的改变，本课程设计具有以下的特点：

1、实施方式的改变：

改变了原来2周集中进行的方式，改为分散进行，课程设计贯穿半个学期，分为选题开题、设计、中期答辩、制作调试、最终答辩等环节。

2、内容的改变：

本课程设计改变了原来的统一内容的方式，提出了近十个题目，要求学生根据难度独立或小组选题完成，设计题目新颖、工程实践性强，给出了基本的设计方向和参考器件。

3、考核方式的改变：

主要将考核的重点放在学生的题目完成质量上，并增加学生项目管理、人员协调、经费使用等方面考核内容。

题目一多踪示波器的设计

一、目的

（1）加深对模拟电路理论概念的理解，培养研究性思维。

（2）掌握示波器的工作原理

（3）通过分析、研究、计算，训练学生的分析问题解决问题的能力。

（4）培养撰写设计性、研究性报告的能力。

二、具体任务

设计一简易双踪四迹示波器，能够实现将四路输入信号（不同信号）分时显示在两路示波器上。

其要求为：

（1）示波器使用模拟示波器

（2）工作电源：

+12V、-12V

（3）可输入四个不同的信号（频率0-1MHz，最大幅度峰峰值10V）

（4）电平偏移量可手动调整

三、基本原理

示波器CRT本身一次只能显示一条扫迹。

然而，在很多示波器应用中，常常要进行信号的比较，例如，研究输入/输出信号间的关系，或者一个系统对信号的延迟等。

这就要求示波器实际上能同时显示不只一个信号。

    为了达到这一目的，可以用两种办法来控制电子束：

    1.可以交替地画完一条扫迹，再画另一条扫迹。

这种方法称为交替模式，或简称为ALT模式。

    2.可以在两条扫迹之间迅速的进行开关或斩波切换，从而分段的画出两条扫迹。

这称为断续模式或CHOP模式。

其结果是在一次扫描的时间里一段接一段的画出两条扫迹。

    断续模式适合于在低时基速率下显示低频率信号，因为这时斩波器开关能快速进行切换。

    交替模式适合于需要使用较快时基设置的高频率信号的显示。

普通的模拟示波器一般有两路测试通道，为了扩展通道可以使用上述思路在示波器外部制作单元电路，利用电子开关的转换，将两路的示波器扩展为四路（乃至多路）的示波器。

四、系统框图

五、具体要求：

1）时基产生电路：

转换时钟发生电路要求发生2KHz和200Hz的方波信号（占空比50%），2KHZ和200Hz用拨动开关选择。

2）电源稳压电路：

要求利用+12V，产生+5v的稳压输出（最大500mA）。

3）测试信号产生电路：

产生10Khz的方波和三角波各一路。

4）测试信号产生电路：

产生10Khz的方波和三角波各一路。

六、基本元器件（供参考）

1）NE5551片

2）LM3242片

3）CD4066（ADG412）

4）74HC74

5）74HC04

6）电阻电容和连接线若干

七、测试要求：

1）外接电源+12V、-12V

2）四路测试信号：

1、2路外接函数发生器；3、4接自己系统的测试信号发生的方波和三角波。

3）要求四路信号不重叠，偏移电平可调。

4）输入10KHZ信号和200Hz信号进行测试。

八、最终效果

图1实际效果图

图2样机

题目二低频功率放大器

一、任务

设计并制作一个低频功率放大器，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。

二、要求

1．基本要求

（1）当输入正弦信号电压有效值为5mV时，在8Ω电阻负载（一端接地）上，输出功率≥5W，输出波形无明显失真。

（2）通频带为20Hz～20kHz。

（3）输入电阻为600Ω。

（4）输出噪声电压有效值V0N≤5mV。

（5）尽可能提高功率放大器的整机效率。

（6）具有测量并显示低频功率放大器输出功率（正弦信号输入时）、直流电源的供给功率和整机效率的功能，测量精度优于5%。

2.发挥部分

（1）低频功率放大器通频带扩展为10Hz～50kHz。

（2）在通频带内低频功率放大器失真度小于1%。

（3）在满足输出功率≥5W、通频带为20Hz～20kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。

（4）设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为40～60Hz。

在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB。

（5）其他。

三、说明

1．不得使用MOS集成功率模块。

2．本题输出噪声电压定义为输入端接地时，在负载电阻上测得的输出电压，测量时使用带宽为2MHz的毫伏表。

3．本题功率放大电路的整机效率定义为：

功率放大器的输出功率与整机的直流电源供给功率之比。

电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。

4．发挥部分（4）制作的带阻滤波器通过开关接入。

5．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。

完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。

四、整体框图：

图1框图

五、基本元器件（供参考）

1）IRF150MOS功放

2）8欧姆水泥电阻

3）IRF510

4）NE5532

5）LM324

6）电阻电容和连接线若干

六、测试要求：

1）输入信号由函数发生器提供

2）直流电源由双路直流稳压电源提供

3）在8欧姆水泥电阻上测量输出值

题目三函数发生器的设计

一、任务

完成一个函数发生器，要求能够产生正弦波、方波、三角波，能够产生AM信号和ASK信号。

二、题目要求：

基本部分：

正弦波、方波、三角波使用纯模拟电路生成；

信号频率范围100Hz~20kHz连续可调；

信号幅度均连续可调，调节范围200mV~5V；

ASK信号，调制信号由信号发生器（仪器）产生200Hz，载波由前端生成（20Khz正弦波）；

AM信号，调制信号由前端生成20kHz正弦波，载波由信号发生器（仪器）给出1MHz正弦波，调幅系数连续可调0~120%；

波形无明显失真。

发挥部分：

信号幅度连续可调范围50mV~10V；

产生的方波信号占空比连续可调；

AM调制信号和ASK信号调制信号和载波幅度、频率均可调。

三、基本元器件（供参考）：

1）ICL0838

2）LM324

3）ADG412

4）MC1496

5）电阻电容和连接线若干

四、测试要求：

1）波形无明显失真

2）频率范围符合要求

附录一《模拟电子技术课程设计》教学大纲

课程代码：

30810108

课程名称：

模拟电子技术课程设计/CourseDesignonAnalogElectronicTechnology

课程类型：

设计

学时学分：

2学分

先修课程：

电路分析、模拟电子技术、模拟电子实验、电路分析实验

适用专业：

电子信息工程、电子信息科学与技术

开课部门：

信息学院电子工程系

[课程简介]

本课程是电子信息工程、电子信息科学与技术本科专业学生在完成模拟电子技术理论学习和模拟电子实验之后开设的技术基础设计课程。

本课程设计是让学生在给定题目中选择一个题目，分组或独立综合应用模拟电子电路理论知识，自行设计并实现一个小型模拟电子电路系统。

本课程主要目的是通过模拟电子电路系统设计、计算机辅助仿真分析和设计、搭建和调试电路、总结报告撰写等实践环节，使学生了解模拟电子电路系统的设计、开发过程，熟悉模拟电子电路的基本技术指标，提高学生运用所学知识和实际应用技术的能力，使学生在科学作风、工程素质和创新意识等方面得到较大提高，使学生具有本专业拓展、延伸的知识技能，为电子系统设计、毕业设计和从事专业技术工作打下较为坚实的基础。

[教学大纲]

一、课程的地位、目的和任务

本课程是电子信息工程、电子信息科学与技术本科专业的技术基础课程，是《模拟电子技术》课程的一个重要实践环节。

它与《模拟电子技术》课程密切配合，结合本科专业学生的能力培养要求，着重实验能力与创新能力的培养，初步掌握模拟电子电路系统工程设计的技能。

本课程的目的是通过对模拟电子电路系统的设计、调试、整理资料、分析结果等环节，让学生能将所学的模拟电子电路知识和模拟电子电路计算机辅助设计软件有机结合，达到学生能综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

使学生得到模拟电子电路系统设计的基本技能训练，获得模拟电子电路技术、电子测量技术以及模拟电子电路系统实现技术方面的知识；使学生具备运用手册、互联网检索相关资料和撰写设计、研发报告的能力。

使学生在科学作风、工程素质和创新意识等方面得到较全面的培养，为参加电子科技竞赛和毕业后从事专业技术工作打下较雄厚的基础。

本课程的任务是掌握一般模拟电子电路系统的分析、设计的基本方法；进一步提高学生正确使用电子测量仪表的方法与能力；使学生掌握模拟电子电路系统调试、故障分析与排除故障方法，提高模拟电子电路系统的分析、设计与实现能力；学会使用一种模拟电子电路系统仿真分析工具，进行模拟电子系统仿真分析与设计；使学生具有本专业拓展、延伸的知识与技能。

本课程培养学生的主要能力：

综合应用所学模拟电子知识与技术，实现模拟电子电路系统的能力。

二、课程与相关课程的联系与分工

先修课：

模拟电子技术、模拟电子实验、电路分析实验

后续课：

电子系统设计。

本课程安排在《模拟电子技术》和《模拟电子技术实验》课程之后，本实践课程所需常用测试仪器仪表（万用表、双踪示波器、信号发生器、稳压电源等）的使用、常用基本测试技术应在《电路分析实验》、《模拟电子实验》课程学习和训练，所需的模拟电子电路系统中的器件知识、分析模拟电子电路的方法在《模拟电子技术》课程学习，而简单模拟电子系统的设计、实现技术在本课程中获得。

三、教学内容与要求

1、讲授内容

教学重点：

模拟电子系统设计方法和实现技术。

教学难点：

模拟电子电路系统设计方法。

基本要求：

●掌握常用电路元器件、集成电路器件的使用方法。

●掌握模拟电子系统的基本设计步骤，包括整体电路的构成方案与相关单元电路的实现方法。

●掌握正确使用常用测试仪器仪表（数字万用表、双踪示波器、信号发生器、稳压电源等）方法。

●熟练使用相关的模拟电子电路仿真分析工具。

●掌握查阅电路元器件、集成电路手册和检索互联网相关资料方法。

●掌握常用模拟电子电路系统调试、故障分析与排除故障方法。

●掌握撰写设计报告的能力

2、实践教学内容

本课程实践教学应使学生达到如下基本要求：

●理解、掌握模拟电子系统设计内容及要求。

●比较和选定设计的系统方案，画出模拟电子电路系统设计框图。

●查阅电路元器件、集成电路手册和相关资料。

●模拟电子电路系统各单元电路设计、参数计算和元器件选择。

●画出完整的电路原理图，并说明电路的工作原理。

●模拟电子电路系统设计仿真分析和功能验证。

●搭建和调试模拟电子系统电路。

●调试模拟电子系统电路过程和结果记录与分析。

●撰写课程设计总结报告。

结合实验室现有设备，采取教师命题和学生自主选题相结合，学生可以根据自己的兴趣和能力确定模拟电子电路系统设计题目，完成实践教学基本要求。

鼓励有余力的学生，在完成实践教学基本要求后，对所做设计题目进一步创新。

附录二《模拟电子技术课程设计》进度表

北京联合大学校本部教学进度表

2010－2011学年第2学期

课程名称模拟电子技术课程设计学分2课程代码：

指导教师刘元盛班级0908030301

使用教材《模拟电子技术课程设计》/内部实验讲义教研部（室）主任签字：

序号

周次

上课方式

时数

实训内容

实训要求

讲课

实验

上机

实训

习题

1

10

√

2

《模拟电子技术课程设计》的题目公布，新的实施方法公布。

1．学生选择题目

2

10-14

√

√

学生根据所选题目，查阅资料，提出设计方案，并按照设计方案，设计具体电路图（具体的时间地点，由学生自己安排）。

每周指导老师进行答疑。

1.要求完成合理的方案，包括可行性分析

2.完成详尽的电路图以及参数设计。

3

15

√

中期答辩：

每个学生根据题目和自己的方案进行每人5分钟的中期答辩，主要讲述方案的可行性及下一步的计划安排。

1．中期答辩不合格的要按照老师的要求进行修改，并确认后方可进入下一环节

4

16-19

√

学生具体制作时间：

学生按照已通过的方案和电路，自行购买器件，利用开放实验室的条件焊接调试电路。

每周指导老师进行答疑。

5

20

√

演示和答辩：

每人10分钟对设计的内容进行最终答辩和演示，并提交完整的设计报告和实物。

1．按照计划每人提交一份设计报告和实物

2．每人进行演示和答辩

附录三课程设计设备使用及经费使用要求

一、总体要求：

本次课程设计由于采用新的实施和考核方式，其设备、器件的使用采用新的管理制度。

基本的思路为：

学生设计制作阶段自行预约使用开放实验室的资源（包括电源、信号发生器、示波器等基本设备）。

由于选作题目所需的器件各异，学生所需的元器件自行购买，实验室只在课程设计开始时提供一定必要的耗材。

在课程设计结束，对完成基本功能的项目，可报销学生的器件花费（每组上限50元）。

二、实验室提供的耗材（每组）：

1.焊接用电路板————2块

2.焊锡丝——————若干

3.焊接用电线——————若干

三、开放实验室提供的设备：

1.直流稳压电源（2路）

2.函数发生器

3.示波器

4.电烙铁一个（每次向实验室借）

5.常用工具（每次向实验室借）

四、器件的购买及报销：

各项目组根据题目列出购买清单，在指导教师签字后自行组织去购买，并开具“北京联合大学”抬头的发票，答辩通过后，上交制作结果硬件和发票，可报销器件花费（每组上限50元），对没有完成的项目和自行要求保存结果硬件的项目不能报销经费。

附录四课程设计-实验报告格式

北京联合大学信息学院

  《模拟电子技术课程设计》

实验报告

题目：

专业：

XXXXXXXXXXXX

班级：

XXXXXXXXXXXXX

姓名：

XXXXXXXXXXXX

学号：

XXXXXXXXXXXXXXX

教师：

XXX

时间：

年月日_______年月日

一、课程设计成绩评定表……………………………………………………..1

二、设计任务书……………………………………………….…….………….2

三、设计框图及电路系统概述…………………………………………………4

四、各单元电路的设计方案及原理说明………………………………………10

五、调试过程及结果分析………………………………………………………15

六、题目实施的管理方法和人员分工…………………………………………17

七、器件价格清单………………………………………………………………18

八、设计、安装及调试中的体会及建议………………………………………19

九、参考文献……………………………………………………………………20

附录五-课程设计成绩评定表

姓名

电话

专业

E-MAIL

学号

指导老师

所选题目

考核分数组成

说明

分数

考勤与工作态度10%

包括开题、中期、答疑是否参加

电路设计与测试50%

焊接工艺与组装10%

不允许使用面包板

功能30%

根据任务书测试各功能是否完整、正确

指标10%

根据任务书测试指标是否达到

答辩15%

PPT制作与讲述10%

PPT制作是否合理、逻辑思维是否清楚、表达是否准确

回答问题5%

对提问是否能准确回答

课程设计报告15%

格式5%

格式是否规范

数据分析10%

对整体的方案及数据测试的分析是否完整

发挥部分10%

发挥部分是否完成并达到技术要求

成绩

指导教师签字