模拟电子技术课程设计报告.docx
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模拟电子技术课程设计报告
课程名：
模拟电子技术课程
报告题目：
授课教师：
专业班级
学号：
姓名：
2013年7月8日
正文：
一．基础部分
1.1信号产生电路
图
（1）a.原始
1、电路图
2.波形图（40%）
3、参数计算
振荡频率fo=1/2πRC=1/（2*π*1000*1*0.000001）≈159.15HZ
b．电阻扩大2倍，电容扩大3倍
1.电路图
2、波形图（40%）
3、理论描述+参数计算
振荡频率：
fo=1/2πRC=1/（2*π*2000*3*0.000001）≈26.53HZ
算出周期为37.69ms，由图可得周期为37.716ms结果大致相近。
电阻电容均变大，振荡频率减小。
电路起振的相位条件是正反馈电压与输出电压同相位。
电路起振后，由于电阻、电容等元件参数的不稳定性，或更换原件时，会引起电路增益的不稳定；当电路增益增大时，输出幅度将随之增大，输出波形会严重失真；当电路增益减小时，输出幅度减小，以至于停振。
这时要注意进行电路调试。
图
（2）
增加了两个二极管D1，D2，它们与R5构成了稳幅电路，其作用是当电路参数改变时，保持震荡不致于失真或停振。
a.原始
1、电路图
2、波形图（35%）
3、参数计算
振荡频率：
fo=1/2πRC=1/（2*π*1000*1*0.000001）≈159.15HZ
b．电容扩大2倍
1.电路图
2、波形图（35%）
3、理论描述+参数计算
振荡频率：
fo=1/2πRC=1/（2*π*1000*2*0.000001）≈79.58HZ
由RC串并网络构成选频网络，同时兼作正反馈电路以产生震荡，两个电阻和电容的数值各自相等。
由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为RC串并联网络的。
RC串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在处,正反馈系数，而R1和Rf当构成电路中的负反馈，反馈系数。
实现稳幅的方法是使电路的Rf/R1值随输出电压幅度增大而减小。
起振时要求放大器的增益>3。
图（3）是一个双向限幅的方波产生电路
1.电路图
2、波形图（0%50%100%）
0%
50%
100%
3、参数计算
振荡频率：
滑动变阻器在0%处时fo=1/2πRC=1/（2*π*20000*47*0.000000001）≈169.31HZ
50%处fo=1/2πRC=1/（2*π*（20000+220000*50%）*47*0.000000001）≈26.04HZ
100%处fo=1/2πRC=1/（2*π*（20000+220000）*47*0.000000001）≈14.11HZ
b．电阻缩小2倍
1.电路图
2.波形图（0%50%100%）
0%
50%
100%
3、理论描述+参数计算
振荡频率：
滑动变阻器在0%处时fo=1/2πRC=1/（2*π*10000*47*0.000000001）≈338.63HZ
50%处fo=1/2πRC=1/（2*π*（10000+110000*50%）*47*0.000000001）≈52.10HZ
100%处fo=1/2πRC=1/（2*π*（10000+110000）*47*0.000000001）≈28.22HZ
如0%时，算出周期为2.9ms，由图可得周期为3.448ms，结果大致相近。
经实验可得：
1.移动滑动变阻器，随着滑动变阻器的增大，振荡频率逐渐减小，波形周期逐渐变大。
2.当电容不变，电阻减小时，波形周期变小；当电阻不变，电容减小时，波形周期也变小。
总结：
根据振荡平衡条件
和
，可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同相，放大电路的电压增益不能小于3，即用增益为3（起振时，为使振荡电路能自行建立振荡，
应大于3）的同相比例放大电路即可。
当适当调整负反馈的强弱，使AV的值略大于3时，其输出波形为正弦波，如AV的值远大于3，则因振幅的增长，致使波形将产生严重的非线性失真。
实现稳幅的方法是使电路的Rf/R1值随输出电压幅度增大而减小。
1.2滤波器电路
（1）a．原始
1.电路图
2、波形图
3、参数计算
W=1/RC=1/（20000*470*0.000000001）=106.38rad/s
b.电容扩大两倍
1.电路图
2.波形图
3、理论描述+参数计算
W=1/RC=1/（20000*940*0.000000001）=53.19rad/s
该滤波器是二阶低通有源滤波器
它是由两节RC电路和同相比例放大电路组成，其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。
相关参数表达式：
传递函数：
特征角频率：
ωc=1/（RC）
等效品质因数：
Q=0.707
（二阶低通滤波器传递函数表明，Ao=AvF<3,才能稳定工作。
当Ao=AvF>=3时，电路自激振荡。
）
通带增益：
截止频率（即低通滤波器的通带和阻带的界限频率）：
品质因数（其大小影响滤波器在阻带的幅频特性的形状）：
幅频响应：
当ω=0时，|A（jω）|=AvF=Ao;当ω趋向正无穷时，|A（jω）|趋向0.这就是地通滤波电路的特性。
理论上，已知R1=R2=R3=20KΩ,R4=16KΩ,C1=C2=470nF则通带增益=1.8，截止频率：
=16.931HZ
（2）a．原始
1.波形图
2.波形图
3、参数计算
W=1/RC=1/（10000*100*0.000000001）=1000rad/s
b．电容扩大2倍
1.电路图
2.波形图
3、理论描述+参数计算
W=1/RC=1/（10000*200*0.000000001）=500rad/s
该滤波器是二阶高通器有源滤波器，与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。
只要将图
（1）低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器。
电路性能参数：
传递函数：
即当ω趋向正无穷，|A（jω）|趋向Ao;当ω趋向0,A（jω）|趋向0；而当ω=ωc时，|A（jω）|=Ao/√2,ωc是3dB截止角频率，因此在ω<ωc时，传递函数随ω增加以n*20dB/十倍频程上升。
这就是高通滤波器的特性。
特征角频率：
ωc=1/（RC）
等效品质因素：
通带增益：
截止频率（它是二阶高通滤波器通带与阻带的界限频率）：
理论上，R1=R4=R2=R3=10KΩ,C1=C2=200nF，通带电压放大倍数:
低频下，两个电容相当于开路，此电路为同相比例器。
通带截止频率fo：
fo=1/2πRC≈397.89HZ
⑴ 低通滤波器
从0～f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地衰减。
⑵ 高通滤波器
与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。
它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。
⑶ 带通滤波器
它的通频带在f1～f2之间。
它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。
⑷ 带阻滤波器
与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。
它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。
二、提高部分
2.1温度指示电路
采用6个及以上发光二极管，利用BJT电路或者放大器、比较器电路，实现温度范围指示电路。
即温度最低时，所有二极管都不亮，温度最高时，所有二极管均点亮。
（可以用电位器替代温度传感器，实现温度信息的电压变化）
分析：
用电位器代替温度传感器，就是相当于传感器在电路中分压的作用，要求温度最低时，所有二极管都不亮，就是说二极管支路的电流很小，二极管的电压就小，小于管压降，致使不能正常工作，故不亮。
温度最高时，所有二极管均点亮，就是说二极管的电压超过管压降，故能正常工作。
电路图：
利用同向放大器设计了该电路电压的增益Av=1+R2/R1；红色发光二极管的压降为2.0--2.2V，黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V，绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V，正常发光时的额定电流约为20mA。
故采用3V的直流电压，与放大器输出端Vo端相串联的就是电位器，通过调节电位器可以改变支路的电流大小。
当二极管的电压最大时：
电位器R4=0%；二极管全都发光。
（如下图）
当二极管的电压最小时：
电位器R4=100%；二极管全都不发光。
（如下图）
小结：
发光二极管是半导体的一种，可以把电能转化成光能，简写成LED，与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
由电压比较器的原理可知：
当同相输入端（正端）电压高于反相输入端（负端）电压时，比较器输出高电平，反之，则输出低电平。
利用发光二极管的温度指示作用，可以判断电路是否正常。
绘制系统总体电路图时应注意：
1.布局合理、排列均匀、图画清晰、便于看图、利于对图的理解和阅读。
2.注意信号的流程。
3.图形符号要标准，图中应加适当的标注。
4.连线应为直线，并且交叉和折弯应最少。
三．总结
电子课程设计实践周，是以学生自己动手动脑，并亲手设计、制作与调试为特色的。
它将基本技能训练，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践能力和创新精神。
作为信息时代的大学生，仅会书本理论是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件，而且要有一个清晰的思路，在课程设计过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。
实验过程中，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握的不够牢固。
我们通过查阅大量有关资料，和同学间交流，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但同样收获巨大。
它使我意识到自己的操作能力的不足，在理论上还存在很多缺陷。
所以在以后的学习生活中，我会更加努力地加强理论联系实践的学习，在努力学好专业知识的同时努力加强自己的专业技能方面的能力，使自己的知识在实践中不断增长，在实践中锻炼自己，培养自己各方面的能力，不断提高自己。
参考文献：
《电子技术基础（模拟部分）》、
《模拟电路基础实验教程》
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