级本科模电课程设计任务书龙.docx

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级本科模电课程设计任务书龙

模拟电子技术课程设计

（电气与信息工程系电气本1203-04通信1201-02）

一、课程设计的任务和目的

学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。

二、课程设计的基本要求

1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。

包括：

根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。

2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。

包括：

学会自己分析解决问题的方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。

3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。

4、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。

5、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观。

6、以下六个课题任选一个，四人一组，要求完成实物制作和设计报告，设计报告格式符合要求，本学期第十七周交作品和报告，并进行答辩。

三、参考课题

课题一半导体直流稳压电源的设计和测试

（一）

课题二半导体直流稳压电源的设计和测试

（二）

课题三函数发生器设计

课题四逻辑信号电平测试器的设计

课题五语音滤波器设计

课题六温度测量仪

课题七音响放大器的设计

附：

《模拟电子技术》课程设计说明书书写格式

课程设计文档是学生从事课程设计工作的成果体现，它集中表明了作者在设计工作中获得的理论、思想、方法或见解，是教师评定成绩的主要依据。

为了保证课程设计文档的质量，做到说明书格式的规范化，特作如下规定：

一、内容要求及格式

课程设计说明书应用汉语（简体汉字）撰写，内容应层次分明，数据可靠、文字简练、说明透彻、推理严谨。

说明书内容一般应由九个主要部分组成，依次为：

1.封面，2.课程设计任务书，3.目录，4.说明书正文，5.结束语，6.参考文献,7.附录（根据设计的不同形式需要添加）。

各部分的具体要求如下：

1．封面

格式：

XXXXXXXX学校（初号黑体）

课程设计说明书（初号黑体）

课题名称————————（三号宋体）

专业名称————————（三号宋体）

学生班级————————（三号宋体）

学生姓名————————（三号宋体）

学生学号————————（三号宋体）

指导教师————————（三号宋体）

2．课程设计任务书

3．目录

列出说明书的大标题、一级和二级节标题，逐项标明页码，标题应该简明扼要、点出各部分主要内容。

“目录”两字居中（三号黑体），下空两行为章、节、小节（靠左）及其开始页码（靠右）。

章、节、小节分别以如下方式：

第1章、1.1、1.1.1依次标出，章、节、小节与页码之间用“．．．．．．”连接。

每一级标题标题依次往后退一个汉字。

4．说明书正文

正文是主体，一般可包括设计要求与指标、理论分析、计算方法、具体设计内容、测试方法和实验结果、数据分析和讨论、结论等。

标题：

每章标题以三号黑体居中打印；“章”下空两行为“节”以四号黑体左起打印；“节”下为“小节”，以小四号黑体左起打印。

换行后空二个汉字打印论文正文。

正文采用小四号宋体，正文行间距为固定值24磅。

例：

第1章××××（居中书写）

1.1××××

1.1.1××××

图、表、公式：

文中的图、表公式一律采用阿拉伯数字分章（或连续）编号，如：

图2-5，表3-2，公式（5-1）等。

图序及图名居中置于图的下方，图中的术语、符号、单位等应与正文表述所用一致；表序及表名置于表的上方，表中参数应标明量和单位的符号；图序及图名、表序及表名采用五号楷体字。

公式的编号用括号括起写在右边行末，其间不加虚线。

图、表、公式等与正文之间要有一定的行间距。

5.结束语

设计总结、主要成果或结论、存在的问题等

6．参考文献

只列作者直接阅读过、在正文中被引用过的文献资料。

参考文献一律列在正文的末尾，不得放在各章之后。

在引用别人的结论时，应在引用处加以说明，严禁抄袭现象的发生。

作者姓名写到第三位，余者写“，等”或“，etal。

”。

“参考文献”四字居中用三号黑体字，空一行左起按顺序依次列出参考文献，将序号置于方括号内，用小四号宋体字。

几种主要参考文献的格式为：

连续出版物：

序号作者.文题.刊名[J]，年，卷号（期号）：

起~止页码

专（译）或编著：

序号作者.书名[M].出版地：

出版社，出版年.起~止页码

技术标准：

序号发布单位.技术标准代号.技术标准名称.出版地：

出版者，出版日期

举例如下：

[1]周绥平，陈宗基.DR算法的更新时间间隔研究.系统仿真学报[J]，1999，7

（2）：

13~18

[2]竺可桢.物理学[M].北京：

科学出版社，1973.56~60

[3]中华人民共和国国家技术监督局.GB3100~3102.中华人民共和国国家标准—量与单位.北京：

中国标准出版社，1994-11-01

7．附录（根据需要添加）

主要列入设计过程所做的实物图、公式推导，与正文分开。

8．页码

页码从正文开始至全文结束按阿拉伯数字连续编排，前置部分用罗马数字分别单独编排；页码位于页面底端，居中书写。

二、打印及装订要求

一律采用WORD97以上版本编辑，用A4规格输出，打印区面积为240mm×146mm，双面打印。

设计说明书装订顺序

1、封面

2．课程设计任务书

3．目录

4．说明书正文

5.结束语

6．主要参考文献

7．附录（根据需要添加）

课题一半导体直流稳压电源的设计和测试

（一）

（一）设计目的

1、学习直流稳压电源的设计方法；

2、研究直流稳压电源的设计方案；

3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法；

（二）设计要求和技术指标

1、技术指标：

输入电压为交流220V，要求电源输出电压为±12V（或±9V/±5V），最大输出电流Iomax=500mA，纹波电压△VOP-P≤5mV，稳压系数Sr≤5%。

2、设计基本要求

（1）设计一个能输出±5V（或±12V/±9V）的直流稳压电源；

（2）拟定设计步骤和测试方案；

（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；

（4）要求绘出原理图，用Protel画出印制板图（后一项为选做内容）；

（5）在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源；

（6）各项性能指标测试

①测量所设计电源的输出电压和最大输出

电流。

②测量直流稳压电源的内阻；

③测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；图1.1

（7）撰写设计报告。

3、设计扩展要求（选做）

（1）能显示电源输出电压值，00.0-12.0V；

（2）要求有短路过载保护。

（三）设计提示

1、设计电路框图如图1.1所示

稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选78XX和79XX稳压器。

测量稳压系数：

在负载电流为最大（或为某一常数不变）时，分别测得输入交流比220V增大10%（即输入电压Vi=242V）时的输出电压Vo1和减小10%（Vi=198V）时的输出电压Vo2，再测得输入电压为220V时的输出Vo，则稳压系数

测量内阻：

在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值（500mA）时的ΔVo，ro=ΔVO/ΔIL。

纹波电压测量：

叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。

可将其放大后，用示波器观测其峰－峰值△VOP-P；用可用交流毫伏表测量其有效值△VO，由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量存在一定误差。

2、实验仪器设备

自耦变压器一台、数字万用表、交流毫伏表、面包板或万能板、智能电工实验台、示波器

3、设计用主要器件

变压器、整流二极管、集成稳压器（7812/7912/7809/7909/7805/7905）、电容、电阻若干

3、参考书

金凤莲.模拟电子技术基础（实验及课程设计）.北京：

清华大学出版社，2009.

谢自美.电子线路设计·实验·测试.武汉：

华中科技大学出版社,2006.

康华光.电子技术基础（模拟部分）.第五版.北京：

高等教育出版社，2006.

（四）设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；

3、列出测试数据表格。

4、调试总结。

（五）设计总结

1、总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点，对设计方案进行比较。

2、总结直流稳压电源主要参数的测试方法。

课题二半导体直流稳压电源的设计和测试

（二）

（一）设计目的

1、学习直流稳压电源的设计方法；

2、研究直流稳压电源的设计方案；

3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法；

（二）设计要求和技术指标

1、技术指标：

输入电压为交流220V，要求电源输出电压为3~9V连续可调，最大输出电流Iomax=500mA，纹波电压△VOP-P≤5mV，稳压系数Sr≤0.5%。

3、设计基本要求

（8）设计一个能输出3V~9V连续可调的直流稳压电源；

（9）拟定设计步骤和测试方案；

（10）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；

（11）要求绘出原理图，用Protel画出印制板图（后一项为选做内容）；

（12）在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源；

（13）各项性能指标测试

①测量所设计电源的输出电压和最大输出

电流。

②测量直流稳压电源的内阻；

③测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；图2.1

（14）撰写设计报告。

3、设计扩展要求（选做）

（1）能显示电源输出电压值，

（2）要求有短路过载保护。

（三）设计提示

1、设计电路框图如图2.1所示

测量稳压系数：

在负载电流为最大（或为某一常数不变）时，分别测得输入交流比220V增大10%（即输入电压Vi=242V）时的输出电压Vo1和减小10%（Vi=198V）时的输出电压Vo2，再测得输入电压为220V时的输出Vo，则稳压系数

测量内阻：

在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值（500mA）时的ΔVo，ro=ΔVO/ΔIL。

纹波电压测量：

叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。

可将其放大后，用示波器观测其峰－峰值△VOP-P；用可用交流毫伏表测量其有效值△VO，由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量存在一定误差。

2、实验仪器设备

自耦变压器一台、数字万用表、交流毫伏表、面包板或万能板、智能电工实验台、示波器

3、设计用主要器件

变压器、整流二极管、集成稳压器、电容、电阻若干

3、参考书

金凤莲.模拟电子技术基础（实验及课程设计）.北京：

清华大学出版社，2009.

谢自美.电子线路设计·实验·测试.武汉：

华中科技大学出版社,2006.

康华光.电子技术基础（模拟部分）.第五版.北京：

高等教育出版社，2006.

（四）设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；

3、列出测试数据表格。

4、调试总结。

（五）设计总结

1、总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点，对设计方案进行比较。

2、总结直流稳压电源主要参数的测试方法。

课题三函数发生器设计

（一）设计目的

1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术。

2、了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用。

3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

（二）设计技术指标与要求

1、设计要求

（1）电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形；

（2）输出信号的频率在各频段内连续可调；

（3）拟定测试方案和设计步骤；

（4）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；

（5）在面包板上或万能板或PCB板上安装电路；

（6）测量输出信号的幅度和频率范围；

（7）撰写设计报告。

2、技术指标

频率范围：

包含两个频段100Hz~1KHz，1KHz~10KHz；

输出电压：

方波VP-P≤24V，三角波VP-P=6V，正弦波VP-P>1V；方波tr小于1uS。

3、设计扩展要求

（1）能显示正弦信号幅值；

（2）能显示输出方波信号的频率。

（三）设计提示

1、方案提示：

（1）设计方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波。

（2）也可用单片集成芯片IC8038实现，采用这种方案时要求幅度可调。

2、设计用仪器设备：

示波器，交流毫伏表，数字万用表，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。

3、设计用主要器件：

（1）双运放NE5532（或747）1只（或7412只）、差分管3DG1004个、电阻电容若干；

（2）IC8038、数字电位器、电阻电容若干。

4、参考书：

金凤莲.模拟电子技术基础（实验及课程设计）.北京：

清华大学出版社，2009.

谢自美.电子线路设计·实验·测试.武汉：

华中科技大学出版社,2006.

康华光.电子技术基础（模拟部分）.第五版.北京：

高等教育出版社，2006.

（四）设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；

3、列出测试数据表格；

4、调试总结，并写出设计报告。

（五）设计总结与思考

1、总结信号发生器的设计和测试方法；

2、总结设计信号发生器所用的知识点；

3、三角波的输出幅度是否可以超过方波？

4、IC8038的输出频率与哪些参数有关？

如何减小失真？

（视具体情况选做）

课题四逻辑信号电平测试器的设计

（一）设计目的

1、学习逻辑信号电平测试器的设计方法；

2、掌握其各单元电路的设计与测试方法；

3、进一步熟悉电子线路系统的装调技术。

（二）设计要求和技术指标

在检修数字集成电路组成的设备时，经常需要使用万用表和示波器对电路中的故障部位的高低电平进行测量，以便分析故障原因。

使用这些仪器能较准确地测出被测点信号电平的高低和被测信号的周期，但使用者必须一面用眼睛看着万用表的表盘或者示波器的屏幕，一面寻找测试点，因此使用起来很不方便。

本课题所设计的仪器采用声音来表示被测信号的逻辑状态，高电平和低电平分别用不同声调的声音来表示，使用者无须分神去看万用表的表盘或示波器的荧光屏。

1、技术指标：

（1）测量范围：

低电平<0.8V，高电平>3.5V；

（2）用1KHZ的音响表示被测信号为高电平；

（3）用800HZ的音响表示被测信号为低电平；

（4）当被测信号在0.8~3.5V之间时，不发出音响；

（5）输入电阻大于20KΩ；

（6）工作电源为5V。

2、设计要求

（1）设计输入与逻辑判断电路、音响产生电路和扬声器驱动电路；

（2）选定元器件和参数，并绘制电路原理图；

（3）在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调试；

（4）拟定测试方案并进行测试；

（5）撰写设计报告。

（三）设计提示

1、测试器的原理框图。

图4.1测试器原理框图

由图可知，电路由五部分组成：

输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路、发音电路和电源。

2、输入电路及逻辑判断电路

输入和逻辑判断电路如图4.2所示，输入电路由R1和R2组成。

电路的作用是保证测试器输入端悬空时，输入电压既不是高电平，也不是低电平。

一般情况下，在输入端悬空时，输入电压

。

根据技术指标要求输入电阻大于20KΩ，因此可得：

从而可确定R1和R2阻值。

R3和R4的作用是给A1的反相输入端提供一个3.5V

的电压（高电平的基准）。

因此只要保证

即可。

R3和R4取值过大时容易引入干扰，取值过小时则会

增大耗电量。

工程上一般在几十千欧到几百千欧姆间选取。

R5为二极管D1、D2的限流电阻。

D1、D2的作用是提供

低电平信号基准，按给定技术指标可取一只锗二极管和一只图4.2输入和逻辑判断单元电路

硅二极管。

3、音响产生电路

图4.3为音响产生电路单元电路图。

图中R10和R11的作用与图中的R3和R4相同。

可参考R3和R4取值。

三个二极管可选用锗二极管如2AP9。

根据公式：

我们选取

因为

选取

从而可以确定R9阻值。

又因为图4.3音响产生电路单元电路图

根据给定要求，

（被测信号为高电平）

或

（被测信号为低电平）

我们选取

，由于技术指标中给定被测信号为高电平时，音响频率为1KHZ，被测信号为低电平时，音响频率为800HZ。

所以在被测信号为高电平时，

因为

所以

从而可以确定

。

根据低电平时的音响频率值，则可确定R7阻值。

图4.4扬声器驱动电路

4、扬声器驱动电路

扬声器驱动电路如图4.4所示。

由于驱动电路的工作电源电压比较低，因此对三极管的耐压要求不高。

如可选取3DG12为驱动管。

R为限流电阻，可选取阻值为10KΩ。

5、设计用仪器设备：

示波器1台，交流毫伏表，数字万用表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板

4、设计用主要器件：

集成运算放大器（如LM324）、三极管、二极管、电容、电阻若干

5、参考书：

金凤莲.模拟电子技术基础（实验及课程设计）.北京：

清华大学出版社，2009.

谢自美.电子线路设计·实验·测试.武汉：

华中科技大学出版社,2006.

康华光.电子技术基础（模拟部分）.第五版.北京：

高等教育出版社，2006.

（四）设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；

3、调试总结，列出测试数据表格，比较实测指标和设计要求指标；

4、写出设计报告。

（五）设计思考与总结

1、在测试中发现什么故障？

如何排除？

2、心得体会。

课题五语音滤波器设计

（一）设计目的

1、学习有源滤波电路的设计方法；

2、掌握二阶RC有源滤波器性能参数的测试技术。

（二）设计要求和技术指标

1、技术指标：

截止频率

，

，

，阻带衰减速率为

2、设计要求

（1）设计一个能满足要求的二阶有源滤波电路；

（2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图（选做）；

（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；

（4）在万能板或面包板或PCB板上安装好电路并调试；

（5）测量滤波器的性能参数：

截止频率、带内增益

和阻带衰减速率；

（6）用EWB对电路仿真，并打印出幅频特性和相频特性曲线；

3、设计扩展要求

（1）能对信号进行频谱分析和失真分析；

（2）能对失真度进行测量。

（三）设计提示

1、电路可采用一级二阶低通与一级二阶高通滤波电路级联；

2、电路根据二阶滤波器（巴特沃斯响应）设计表设计，采用压控电压源电路；

3、在测试过程中，若某项指标偏差较大，则应根据设计表调整修改相应元件的值。

4、设计用仪器设备

（1）数字电压表

（2）面包板或万能板

（3）智能电工实验台

5、参考书：

金凤莲.模拟电子技术基础（实验及课程设计）.北京：

清华大学出版社，2009.

谢自美.电子线路设计·实验·测试.武汉：

华中科技大学出版社,2006.

康华光.电子技术基础（模拟部分）.第五版.北京：

高等教育出版社，2006.

6、设计用主要器件

741两块、电阻电容若干

（四）设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；

3、拟定测试方案，列出测试数据表格，比较实测指标和设计要求指标；

4、写出设计报告。

（五）设计总结

1、总结有源滤波器的设计方法和运用到的主要知识点；

2、总结有源滤波器性能参数的测试方法。

课题六温度测量仪

（一）设计目的

1、通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中应用；

2、进一步熟悉集成运放的线性和非线性应用。

（二）设计要求和技术指标

1、技术指标：

要求设计一个温度测量器件，其主要技术指标如下：

（1）测温范围：

室温～50℃；

（2）被测温度达到40℃时，指示灯亮（或蜂鸣器工作）；

2、设计要求

（1）设计一个能满足要求的温度测量及报警电路；

（2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图（选做）；

（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；

（4）在万能板、PCB板上或面包板上安装好电路并调试；

（5）拟定测试方案和设计步骤；

（6）撰写设计报告、调试总结及使用说明书。

3、设计扩展要求

（1）能显示输出温度；

（三）设计提示

1、基本原理：

图6.1温度测量仪原理框图

2、温度传感器

建议采用AD590集成温度传感器进行温度～电流转换。

它是一种电流型二端器件，其内部已作修正，具有良好的互换性和线性。

有消除电源波动的特性。

输出阻抗达10MΩ，转换当量为

。

器件采用B－1型金属壳封装。

温度—电压变换电路如图6.2所示。

由图可得：

如R=10KΩ，则

。

图6.2温度—电压转换电路图6.3K—℃变换电路

3、K—℃变换器

因为AD590的温控电流值是对应绝对温度K，而在设计中需要采用℃，由运放组成的加法器可以实现这一转换，参考电路如图6.3所示。

元件参数的确定和－UR选取的指导思想是：

0℃（即273K）时，

。

4、放大器

设计一个反相比例放大器，使其输出u03满足100mV/℃。

用数字电压表可实现温度显示。

5、比较器

由电压比较器组成，如图6.4所示。

UREF为报警时温度设定电压，Rf2用于改善比较器的迟滞特性，决定了系统的精度。

图6.4比较器图6.5驱动电路

6、调试要点和注意事项

用温度计测传感器处的温度T（℃）如T=27℃（300K）。

若取R=10KΩ，则

，调整UR的值使

，若放大器的放大倍数为－10倍，则放大器的输出u03应为2.7V。

测比较器的比较电压UREF值，使其等于所设定的温度乘以0.1V，如设定温度为50℃，则值为5V。

比较器的输出可接LED指示或蜂鸣器。

把温度传感器加热（可以电吹风吹）在温度小于设定值前LED应处于熄灭状态，反之，为点亮。

7、参考书：

金凤莲.模拟电子技术基础（实验及课程设计）.北京：

清华大学出版社，2009.

谢自美.电子线路设计·实验·测试.武汉：

华中科技大学出版社,2006.

康华光.电子技术基础（模拟部分）.第五版.北京：

高等教育出版社，2006.

8、实验用仪器设备

（1）数字电压表

（2）面包板或万能板

（3）智能电工实验台

9、设计用主要器件

AD590集成温度传感器一只、741四块、蜂鸣器/LED各一个、电阻电容若干、晶体管一只（驱动电路）、电阻若干

（四）设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；

3、整理测试数据

（五）设计总结

1、在测试中发现