课程设计报告模电数电.docx
《课程设计报告模电数电.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计报告模电数电.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
课程设计报告模电数电
电子技术基础
实
验
报
告
院系：
昆院10电气
（1）班
实验组别：
第4组
组员：
××××××××
指导老师：
李文秀刘春艳
（一）模电部分
模拟电子技术综合实验
I、实验预习报告
一、实验名称：
变调音频放大器
二、实验设备
（1）模拟电子技术实验箱
（2）万用表
（3）示波器
（4）信号发生器
三、实验目的
通过实际电路的搭建，进一步巩固所学理论知识，并通过掌握实际元件的用法将理论与实际相结合。
提高对模拟电路的仿真、设计、调试能力，进一步提高对理论课程的学习兴趣。
实验内容
综合运用电子技术基础中模拟电子技术所学基本放大电路、集成运算放大器、有源滤波器、功率放大电路等知识，结合实际集成运算放大器芯片、集成功率放大芯片，设计一个可以改变输入音频音调的音频放大电路，参考系统框图如下：
四、实验要求
本实验要求实现从语音输入、放大、变调到功率放大并通过喇叭进行输出的具有完整功能的电路设计和实现。
话筒采用驻极体话筒，喇叭采用8Ω纸杯喇叭，其他电路根据具体设计确定。
要求，电路简洁，输出音量较大，噪音小，变调明显且可调。
另外，电源可采用实验箱提供的直流电源，无需另行设计。
五、实验步骤
（1）分析实验题目，确定系统总体方案；
（2）细化系统总体方案，确定实现每一模块拟采用的电路方案；
（3）根据现有芯片类型确定电路采用的芯片，并查阅相关芯片的使用方法；
（4）采用Multisim对每一部分的电路方案进行仿真；
（5）利用实验室现有设备，搭建电路实现实验要求，测试分析结果；
（6）对实验过程中的问题、结果、收获进行总结。
六、实验元件清单
元件名称
说明
驻极体话筒
LM386
集成功率放大器
TDA2030
集成功率放大器
uA741
集成运算放大器
JRC4558D
集成音频放大器
8om喇叭
0.5w
9015
三极管
9013
三极管
常用电阻
常用电容
常用电位器
七、设计提示
（1）查阅驻极体话筒的原理、典型电路，仿真时可用电压信号源代替
（2）信号放大部分可采用集成运算放大器构成各种比例放大电路
（3）变调部分可采用集成运算放大器构成频率、相位处理电路
（4）功率放大部分可选用LM386或TDA2030进行设计
II、主要器件介绍：
UA741CD集成运算放大器
管脚图：
1.为偏置（调零端）
2.为正向输入端
3.为反向输入端
4.接地
5.为偏置（调零端）
6.为输出
7.接电源
8.空脚
TDA2030集成功率放大器
管脚图：
1脚是正相输入端
2脚是反向输入端3脚是负电源输入端4脚是功率输出端
5脚是正电源输入端。
III、实验设计全图（音频变调放大器模拟电路图）
IV、局部电路分析及相关数据计算
第一部分：
信号发生及放大
如图所示，运算发大器UA741CD。
Rp、R2、R3和C2构成了电路的驱动级，目的在于提高电路的电压放大倍数。
Rp+R2为反馈电阻，R3交流接地（C2的作用），显然，驱动级是一个同相输入交流反馈的电压放大器。
驱动级电路设计，为保证功率放大器的输出功率，驱动级应该保证足够的电压放大倍数
Au=U0/Ui=（R3+Rp）/R2=（10K+25K）/1K=35
一般情况下，功率放大器输入端有一个4.7—10K的电位器，用于调节音量，R1的值应远大于电位器的值，这里选择R1=50K.该部分电路仿真结果如下：
第二部分：
带通滤波器（BPF）
带通滤波器的作用是只允许在某一个通频范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减和抑制，此电路的优点是改变Rf和R4的比例就可以改变频宽而影响中心频率。
电路性能参数：
通带增益Aup=（R4+Rf）／R4＊R1＊C＊B=1.81
中心频率f。
=1/2
√（1/R2*C*C（1/R1+1/R3）≈1KHZ
通带宽度B=1/C＊（1/R1+2/R2-Rf/（R3*R4））=1383HZ
选择性Q=W。
/B=2∏f。
/B=4.6
（注：
C表示电容，B表示带通宽带）
该部分电路仿真结果如下：
第三部分：
功率放大（TDA2030）
该电路由TDA2030组成的负反馈电路，其电流电压放大倍数Au=1+（R2/R1）=1+22K/0.68K=33倍，满足计算要求。
二极管D1、D2起到保护电路作用：
一是限制输入信号过大；二是防止电源极性
相反。
R4、C7组成输出相移校正网络，使负载接近纯电阻。
电容C1是输入耦合电容，其大小决定功率放大器的下限频率，电容C3、C4是低频率电容，电容C5、C4是高频电容。
电位器Rp是音量调节电位器。
该部分电路仿真结果如下：
、实际焊接电路板
（二）数电部分
数字电子技术综合实验
I、实验预习报告
一、实验名称：
方波、三角波发生器
二、实验设备
（1）数字电子技术实验箱
（2）万用表
（3）示波器
（4）信号发生器
三、实验目的
通过实际电路的搭建，进一步巩固所学理论知识，并通过掌握实际元件的用法将理论与实际相结合。
提高对数字电路的仿真、设计、调试能力，进一步提高对理论课程的学习兴趣。
实验内容
综合运用电子技术基础中数字电子技术所学门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、波形产生与变换电路等知识，结合实际集成数字器芯片，设计一个可以改变输出频率的方波、三角波产生电路，参考系统框图如下：
四、实验要求
本实验要求设计实现方波、三角波波形的产生电路，其频率可以调整，可通过数字输入量选择输出波形的类型，可通过数字输入量选择输出频率进行2倍频、4倍频等，可显示倍频系数。
波形产生可使用555定时器，也可使用集成运算放大器或比较器，显示电路使用八段LED数码管（带74LS48译码器），其他电路根据具体设计确定。
要求，电路简洁，输出波形稳定，噪声小，显示倍频系数即可。
另外，电源可采用实验箱提供的直流电源，无需另行设计。
五、实验步骤
（1）分析实验题目，确定系统总体方案；
（2）细化系统总体方案，确定实现每一模块拟采用的电路方案；
（3）根据现有芯片类型确定电路采用的芯片，并查阅相关芯片的使用方法；
（4）采用Multisim对每一部分的电路方案进行仿真；
（5）利用实验室现有设备，搭建电路实现实验要求，测试分析结果；
（6）对实验过程中的问题、结果、收获进行总结。
六、实验元件清单
芯片名称
说明
NE555
555定时器
LM324
比较器
CD4052
模拟多路开关
稳压二极管
5V
74HC161
计数器
74HC48
8段译码
12M晶振
常用电容
常用电阻
基本门电路
七、设计提示
（1）可通过多电位器改变频率
（2）可充分利用计数器进行分频，以最低频率作为基础频率，其他频率就可看成倍频
（3）数字输入量可用数字实验箱拨动开关实现输入
（4）倍频选择、输出选择可用模拟多路开关实现
II、主要器件介绍：
74LS161D管脚图
NE555定时器管脚图
III、实验设计仿真图（方波、三角波发生器）
IV、局部电路分析及相关数据计算
第一部分：
555方波、三角波产生
电路如图所示，占空比与频率均可调的多谐振荡器。
对C1充电时，充电电流通过R1、D1、Rw2和Rw1；放电时通过Rw1、Rw2、D2、R2。
当R1=R2，Rw2调至中心点，因放电时间基本相等，其占空比约为50%，此时调节Rw1仅改变频率，占空比不变。
如Rw2调至偏离中心点，再调节Rw1，不仅振荡频率改变，而且对占空比也有影响。
Rw1不变，调节Rw2，仅仅改变占空比，对频率无影响。
因此，当接通电源后，应首先调节Rw1使频率至规定值，再调节Rw2，以获得需要的占空比。
若频率调节的范围比较大，还可以用波段开关改变C1的值。
因此，可得到对称方波，其周期为：
T=2R1Cln（1+2R3/R2）
方波的频率
f=1/T=1/（2R1Cln（1+2R3/R2））
该电路仿真效果图如下：
第二部分：
74LS161D、74LS48D组成的倍频显示电路
计数器是数字电路中使用最多的一种时序逻辑电路。
计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时，产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。
计数器的种类很多，从不同的角度出发，有不同的分类方法:
按照计数进位制的不同，可分为二进制计数器、二一十进制（或称十进制）计数器和任意进制（也称N进制）计数器;按照计数器中的触发器是否同时动作分类.可把计数器分为同步计数器和异步计数器;按照计数器中所表示的数字的变化规律是递增还是递减来分，有加法计数器、减法计数器和可逆计数器《递增计数的称为加法计数器，递减计数的称为减法计数器，既可递增又可递减的称为可逆计数器）。
此次试验采用典型集成计数器CD4052B和74LS160D。
74LS161D作为计数器，具有分频功能，可充分利用计数器进行分频，以最底频率作为基础频率，其他频率就可看成是倍频。
本次试验中，如上图示，74LS161D由上一部分555定时器作为信号输入，然后进行分频，输出Q1、Q2、Q3、Q4四种频率一次成倍数递减的信号（分频作用），再分别接入74LS48D译码器的输入端，驱动显示器进行数字显示。
第三部分：
模拟多路开关CD4052
模拟开关是一种三稳态电路，它可以根据选通端的电平，决定输人端与输出端的状态。
当选通端处在选通状态时，输出端的状态取决于输人端的状态；当选通端处于截止状态时，则不管输人端电平如何，输出端都呈高阻状态。
模拟开关在电子设备中主要起接通信号或断开信号的作用。
由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点，因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛应用。
CD4052是一个双4选一的多路模拟选择开关，应用时可以通过单片机对A/B的控制来选择输入哪一路，例如：
需要从4路输入中选择第二路输入，假设使用的是Y组，那么单片机只需要分别给A和B送1和0即可选中该路，然后进行相应的处理，注意第6脚为使能脚，只有为0时，才会有通道被选中输出。
该实验中，如上图示，74LS153D作为选频电路，将上一部分的四个（Q1、Q2、Q3、Q4）输出信号，通过A/B接入的高低电平来筛选出需要的信号。
数字输入量可用数字实验箱拨动开关实现输入，倍频选择、输出选择可用模拟多路开关实现。
、实际焊接电路板
课程设计的心得体会
通过近两周的课程设计，我体会至深，感触良多。
这次课程设计，使我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。
我觉得作为一名电气工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。
更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。
虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，在小组同学的帮助和讲解下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。
整个设计通过了软件和硬件上的调试。
我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。
在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。
一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。
对于教材管理系统，其程序是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。
因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。
很多子程序是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，这需要对系统的结构很熟悉。
因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。
通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。
其次，这次课程设计也让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。
另外在课程设计的过程中，当我们碰到不明白的问题时，指导老师总是耐心的讲解，给我们的设计以极大的帮助，使我们获益匪浅。
这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。
希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!
所以，我个人认为此次课程设计对我来说受益匪浅、影响深远，和其他两位同学的共同学习﹑配合﹑努力的过程也很愉快，最主要的还要感谢老师的细心讲解和耐心指导。
制作：
杨浩然
时间：
2012年7月4日
升级会员 