模电实验考试(共11篇)
1.模电实验考试 篇一
模电实验总结
本学期的模电实验一共有十个.1,常用电子仪器的使用.2,单级共射放大电路.3,共射-共集放大电路.4,负反馈放大电路.5,差分放大电路.6,集成运放电路的参数的测试.7,基本运算电路.8,有源滤波器.9,功率放大器.10,串联稳压电路.实验中,我学会了示波器,信号发生器,毫伏表等仪器的使用方法.也见到了理论课上学过的三极管,运放等元件的实际模样,结合不同的电路图进行了实验.学过的理论在付诸实践的时候,对理论的本身有更具体的了解,各种实验的方法虽然不难,但为以后的实验打下了良好的基础.一学期的实验让我发现,理论和实践有很大的区别.预习也是很有必要的.一旦对整个实验有了概括的了解,对理论也有掌握,那实验起来就会轻车熟路,而如果没有做好预习工作,就会在实验中问东问西,影响实验的进度.由于本人对模电的理论了解不够,导致在做实验的过程中很吃力,但经过一学期的实验,我对模电的理论部分也有了很大的进步.我也学会了很多其他的东西,比如实验前要检查仪器和各元件是否损坏;各导线是否损坏,实验前示波器要自检,各仪器的量程要设置合适,注意各测量仪器的测量数据的差别,应选择精确度高的仪器测量等等.当然我们学到还有团队合作,怎样像他人学习,怎么发挥团队的力量.相信这会对我们以后的工作产生很大的影响.对实验的建议,老师可以先告诉我们哪几台仪器是否损坏,避免我们浪费不必要的时间。还有老师可以教我们怎样识别仪器的好坏。怎样提高实验的精度,怎样减小误差等等。
2.模电实验考试 篇二
在模拟电子技术实验教学过程中, 实验台的整个系统采用了XK-TAD8A型数、模电试验台, 并将模拟电路实验区、数字电路实验区以及函数信号发生器等设置为该系统的重要信号来源, 将PVC面板设置为系统的主电路。与此同时, 为确保系统性能的安全可靠, 模电试验台的正面还印刷了相关的原理图以及符号对照表, 使得学生对一些复杂难懂的实验原理的记忆加深, 有助于学生深刻了解和掌握相关知识。此外, 在具体的实验操作过程中, 模电综合实验台还具有以下几个特点。
(1) 在整个实验过程中, 模电综合实验台的实验板布局相对合理, 这在一定程度上为每一位学生提供了参与实验的机会, 有助于培养学生的动手操作能力。另外, 试验台的实验导线连接方便, 接触性能较好, 为学生在实际操作过程中提供了很大的便利。
(2) 模电实验区在所使用的电路上均附有相关的原理图及对照符号, 线路构架相对简单, 这不仅能够确保系统的安全可靠, 还能够使学生更直观地理解实验原理, 从而深刻掌握所学知识。
(3) 在模电实验区, 实验中需要连接的部分主要采用的是叠式自锁镀金大孔插座, 连线方便, 接触性能好, 安全性能较高, 既方便维护, 又便于学生在实验过程中放心操作。
2. 模电综合实验台的使用方法
在具体的实验操作过程中, 掌握使用方法也是极为必要的。
首先, 需在市电插座上插入220V的电源, 打开面板上的电源开关, 电源指示灯变亮即可。其次, 连接线路。由于实验中采用的是叠式自锁镀金大孔插座, 因而可进行叠加插线;但在使用过程中, 应注意把握插线的特点, 即用力插入, 逆时针转动拔出, 切忌直接导线, 以确保线路的安全, 为电力供应提供保障。再次, 使用模电综合实验台之前, 应仔细阅读实验指导书, 必须在断电的状态下进行实验线路的连接, 待线路检查无误才可接通电源, 避免发生危险。然后, 应依据实验步骤以及实验线路的相关说明, 将线路一一对应连接, 在此期间, 应牢记电源的极性。最后, 在模拟电路实验区, 应格外注意电压的正负极接入, 一般情况下, VCC接入的是正12V, 而VEE接入的是负12V, 这是最基本的细节问题。一旦接错, 不仅会影响整个实验的效果, 还会导致线路产生故障。
3. 实验操作过程中的故障及排除
(1) 电路设计问题。在模电实验教学过程中, 设计实验电路必须按照电路设计的要求来进行。例如, 在“单级放大电路”一节的实验中, 选用的单级共射放大电路具有静态工作点稳定的优点, 我们测量静态工作点 (即电流、电压) 的目的就是了解静态工作点选的是否合理。在准备好实验后接入交流电, 并观察电流和电压的变化。在此过程中, 一旦出现某些元件接错位置的现象, 必将对实验效果产生直接影响, 甚至导致故障的产生。由此可见, 在模电实验区, 按照电路设计的要求来设计电路是至关重要的。在进行实验前, 应提前做好充分的准备工作, 结合理论知识, 做好电路的设计和检查工作, 并适当地对电路进行调整, 以便使实验达到预期效果。
(2) 电源问题。在具体的模电实验过程中, 为确保电路的正常运行, 应给予所用到的全部集成芯片附加额定的电源电压, 避免漏接电源现象, 务必要保证电源电压符合电路设计的要求。例如, 在日常的实验教学中, 经常会有学生由于一时大意将电源与地短路, 致使稳压电源的负载电流过大, 稳压电流自动断开。此时, 若学生发现不及时, 势必会引发电路故障, 导致整个电路因缺乏相应的电源而中断工作。这就要求学生在进行实验时, 应集中注意力, 遇到此类问题时应及时断开电源, 并对电路的连接进行全面仔细的检查, 确认无误后将稳压电源复位, 并重新连接电路, 以使电路恢复正常的工作状态。此外, 在电路设计中, 还应注意电压给电源内部带来的干扰。由于集成电路会形成电源尖峰电流, 并极易在其内部形成干扰电压, 一旦这种干扰信号使电压增大, 必定会导致电路出现故障。因此为有效避免这种信号的干扰, 可适当地在电源与地之间接入电解电容。
(3) 布线问题。在模电实验过程中, 电路安全与否在很大程度上取决于实验之前的布线工作:一旦出现布线不合理情况, 势必会导致电路出现故障。这就要求学生在进行实验之前, 必须认真做好布线工作。首先应在设计电路及画电路图阶段, 将逻辑电路图画出来, 并将每个管脚的管脚步号仔细标出, 对芯片的所有数据进行输入清零和置位等;还要注意在电源或外部输入信号、接地等连接处做好标记, 以便为布线工作打好基础。其次, 进行布线过程中, 应做好电路中数选器的使能端、计算器的计数保持端以及触发器的清零等接线工作, 并以信号的输入或输出关系为依据, 做好电路的连接工作, 确认无误后, 再打开稳压电源进行测试。最后, 在线路板上布线时, 应注意避开集成芯片, 尽量使未使用的插孔不被引线走线所覆盖, 这样既不妨碍更换集成芯片, 又便于对布线的检查。
4. 模电综合实验台中日常设备的维护
在模拟实验区, 对实验台日常设备的维护也是非常必要的, 做好日常设备的维护工作, 不仅能够延长实验设备的使用期限, 还能在一定程度上将实验操作过程中故障的发生几率降到最低。下面笔者从几个方面对模电综合实验台中日常设备的维护工作进行简单分析和阐述。
首先, 在日常使用实验台的过程中, 对实验所需设备应注意轻拿轻放, 避免因撞击跌落导致实验设备的损坏。对实验台不经常使用的设备应做好日常维护和保养工作, 以避免在日后使用过程中发生故障, 给实验的操作带来不便。其次, 实验完成以后, 应及时拔下电源插头, 以防漏电现象的发生。还应注意盖好机箱, 以免灰尘或杂物等趁机进入机箱, 给机箱的正常运行带来威胁。再次, 在做完实验后, 应注意将面板上的插件以及连线整理好, 并放回原位, 以免线路缠绕, 以方便下次使用。最后, 在调节各种仪器旋钮的操作过程中, 应注意调节有度, 避免因强调过位或不足而导致仪器受损。
5. 结语
综上所述, 在职业技术教育领域, 将理论教学与实践教学相结合是非常必要的。与纯理论教学相比, 实践教学能够将抽象的书本知识以直观、形象的方式展现出来, 因而在现代课堂教学中发挥着不可估量的作用。在具体的实践教学过程中, 模电综合实验台的建设, 不仅能够使学生掌握实验设备的使用要领, 激发学生对模拟电路技术学习的积极性和主动性, 培养学生的动手操作能力, 提高学生对电路的设计和分析能力, 还能锻炼学生思考问题和解决问题的能力, 促进教师模拟电路教学质量的提高。
摘要:近年来, 随着国家教育投入力度的不断加大, 我国各高职院校在模拟电子技术领域的教学设备越来越丰富, 其中, 模电综合实验台作为一种完善的教学设备, 被广泛应用于各大院校的模拟电子技术实验中。本文结合个人的实践教学经验, 对模电综合实验台的建设特点以及使用方法进行简要概述, 并从模电综合实验台建设的角度出发, 对其在教学实践应用中经常出现的故障、形成原因及排除故障的方法等加以分析, 以便为今后类似的实验教学提供借鉴和参考。
关键词:模电综合实验台,故障成因,排除
参考文献
[1]周荣健.面向计算机专业的模电数电教学联合改革的探讨[J].电子制作, 2015, (3) .
[2]刘毅.模电/数电综合实验台的建设[J].科技展望, 2015, (4) .
3.电信专业模电考试大纲.(推荐) 篇三
适用专业:电子信息及相关专业
考试时间:120分钟卷面总分:100分
考试题型:选择题、填空题、分析题、计算题等。
第-章 半导体器件
考核知识点:
本征半导体与PN结的形成、PN结的单向导电、半导体二极管及基本电路、特殊二极管、晶体三极管。
考核要求:
1、识记:自由电子与空穴,扩散与漂移,复合,空间电荷区、PN结、PN结形成等概念。
2、领会:二极管的单向导电,外特性及主要参数的物理意义,稳压管的稳压原理,二极
管的基本应用电路,晶体管的放大作用,外特性及主要参数的物理意义,以及三个工作区域的特点。
3、简单应用:利用外加电压判断二极管的二个极和管子的好坏。
第二章 基本放大电路
一、考核知识点:
放大的概念,放大电路的组成原则,放大电路的主要性能指标,放大电路的分析方法,三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数(电压增益、源电压增益、输入电阻、输出电阻)的计算方法,微变等效电路及其应用.二,考核要求:
1、识记:基本概念和定义:放大、静态工作点、饱和失真与截止失真、直流通道和交流通
道、放大倍数、输入电阻和输出电阻、静态工作点的稳定, 差分放大电路的组成、工作原理以及抑制零点漂移的原理等概念。
2、领会:组成放大电路的原则和各种基本放大电路的工作原理及特点,差分放大电路的静态工作点和动态指标的计算以及输出与输入的相位关系.3、简单应用:能够根据具体要求选择电路的类型,了解稳定静态工作点的必要性及稳定
方法。
4、综合应用:掌握放大电路的分析方法,能够正确估算基本放大电路的静态工作点,会画微变等效电路,并能正确计算动态参数Au、Ri和R0,正确分析电路的输出波形和产生
截止失真、饱和失真的原因。多级放大电路组成,级之间耦合方式.第四章 功率放大电路
一、考核知识点:
功率放大电路组成及工作原理,最大输出功率和效率的估算。
二、考核要求:
1.识记:概念:晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态,最大输出功率,转换效率。
2.领会:正确理解功率放大电路的组成原则,掌握OCL、OTL电路的工作原理,并了解
其它类型功率放大电路的特点。
3.简单应用:正确估算功率放大电路的最大输出功率和效率。
第五章 集成电路运算放大电路
一、考核知识点:
集成运放的结构特点、电路的组成、主要性能指标。
理想运放及其参数、基本运算放大电路及其分析方法、电压比较器。
二、考核要求:
1、识记:理想运放的性能指标、虚短路、虚断路等概念。
2、领会:主要指标参数的物理意义。理想运放在线性区和非线性区的特点、理解基本运
放电路的分析方法。
3、简单应用:掌握比例、加减、积分电路的工作原理及运算关系,并能够运用“虚短”和“虚断”的概念分析各种运算电路输出和输入电压之间的关系,能够根据需要合理的选择电路。
第六章 负反馈放大电路
一、考核知识点:
反馈的基本概念、负反馈放大电路的方块图及一般表达式、负反馈对放大电路性能的影响、反馈的判断方法、深度负反馈条件下放大倍数的估算分析方法、根据需要正确引入负反馈的方法。
一、考核要求:
1.识记:正反馈、负反馈、直流反馈、交流反馈、开环增益、闭环增益等概念。正弦波振
荡电路的组成及分类、判断电路可否振荡的方法和步骤。
2.领会:能够正确判断电路中的是否引入了反馈以及反馈的性质,如是直流反馈还是交流反馈,是正反馈还是负反馈;如为交流负反馈,是哪种组态的反馈等? 熟练掌握电路产生正弦波振荡的幅值平衡条件和相位平衡的条件, 正弦波振荡电路的组成,起振条件和振荡频率.了解变压器反馈式,电感反馈式,电容反馈式和石英晶体正弦波振荡电路的工作原理,正确理解它们的振荡频率与电路参数的关系。
3.简单应用:正确理解负反馈放大电路放大倍数Af 在不同反馈组态下的物理意义,并能够
估算深度负反馈条件下的放大倍数.能够根据相位平衡条件和幅值条件正确判断电路是否可能产生正弦波振荡。
4.综合应用:掌握负反馈四种组态对放大电路性能影响,并能够根据需要在放大电路中引入合适的交流负反馈.第八章 直流电源
一、考核知识点:
直流稳压电源的组成,各部分电路的工作原理和各种不同类型电路的结构及工作特点、性能指标。
二、考核要求:
4.模电课程总结 篇四
一个学期将要结束,终于,模电课也将要结束。对于模电课,我从最开始的好奇,到中间的担忧,一路走来,到现在也是有所收获了。
刚接触模电的时候,我可以说对其一无所知的。但是,我也是比较感兴趣的。首先是基于对未知的好奇心,其次是听人家说模电比较难,想要看看自己亲身体验下有什么情况,算是挑战一下困难吧。每天起早床赶时间上课,生怕迟到。上课时认真听讲,不敢对老师所讲的内容有一丝遗漏。有时瞌睡来了,就捶自己一下,振作精神去听讲。下课后,每有空暇时间,都会看一下模电书,回忆自己不懂的地方,努力弥补不足。然后,在去做一下作业以检验自己是否真的掌握一些知识点。最后,在星期天我都会去做实验,一来,是将书本上的电路图化为实际的电路;二来,我自己也是比较喜欢动手做实验的,也喜爱搞一些小研究。因此,综上种种,开始学模电时,我觉得自己还是有干劲的。
到后来,我就觉得自己有些跟不上老师的节奏了。刚开始上第一章时,我觉得老师将课好,很仔细,但是到了讲第二以及后面的几章时,我就跟不上了。我觉得老师讲这几章,太具有跳跃性了,一会儿是讲这里,一会儿是讲那里,一会儿是第二章,一会儿是第五章。我看第二章得时候讲第五章,我看第五章的时候又讲第三章,我又要往回看。最后,弄得自己都有些糊涂了。本来就有很多不懂的东西,又在这些小事上浪费了不少时间,并且,看书时,精神有不大集中。最后导致题目有些不会做,重点也没掌握到。因此,在这段时间我还是很担心模电的,很怕自己挂科,什么也没学到。
到最后,也就是现在,我觉得模电还是有很多东西没搞懂。比如说,有些题目不会做,有些图不能读懂,还有一些实验仪器用的不熟练等等。但是,这些问题都将不再是我担心的事情了。因为,学习模电的过程中,我知道了一个道理:问题不能阻止学习的脚步,我一直在前进,一直在进步。或许,我现在面临着许多的问题,这不懂,那不懂,但是,我还是把以前那些不懂的地方都弄懂了,这也是进步。这就足够了。
现在,模电学完了,我回忆一下过去,整理一下记忆,我发现自己确实收获颇多,也对模电课有了一些自己的看法。
第一,经过自己近三四个月学习模电的经验,我总算比较系统的了解了模电这门课程。万事开头难这句话在模电这门课程上体现的淋漓尽致。首先,模电这门课它是一门先难后易的课程,模电它上手比较难。模电虽然是一门新课程,但它又与其他电学书有相当大的关系。比如说,它与《电路分析》这门课有联系,如果电路分析学的不好的话,那么在学习模电的过程中一定会有一些障碍的。所以在电学方面有些不感冒的同学,在刚开始学模电的时候就有听不懂的问题,甚至导致厌恶模电的不良结果。当然,这对我来说只是小问题,我虽然电学学的不怎么样,但自问还是懂得不少的,故模电课还是能够接受的。其次,学习模电要求有一个好的学习习惯:课前,必须预习课本;课后,必须认真看课本;最后才是做题,巩固知识。很多人可能会认为这根其他的课程没什么不一样的,不都是这样做的。但是,我觉得模电不一样。对模电来说,这些过程都是必须的。其他的课程你可以不预习,不看书,不做题。但是,如果模电不预习的话,就有可能听不懂;如果模电不看书的话,就有可能懂不了新知识;如果模电你不做题的话,你很难知道那些知识掌握没有。因此,这些过程每次上模电课之前都要走一遍,一步也不能少!第二,我觉得模电对我们学生要求比较高。你很难想象一本书竟然要求学生课内课外都必须照顾到。但模电就是这样要求的。模电不仅仅要求书本上的知识,还要求课外的知识,更是要求网上学习能力。书本上的知识包括理论知识和实验知识。理论知识就是要求我们学生学好书本上的一些理论,包括一些公式及定律以及课后的习题。此外,我们还必须能够记忆电路图,并灵活运用我们所学的知识来读懂一些电路图。这就是所谓的读图了。当然,这只是理论知识,考验的是思考及学习能力。而,课外知识既考验我们的思维能力又考验我们的动手能力了。这个课外知识不是我们平常所谓的课外知识,它不仅仅要求我们在课外时间找一些与模电有关的书籍来看,还要求我们在课外时间要到实验室去做实验。课外书籍可以拓展我们的视野,而做实验又可以巩固知识,将理论与实践相结合,所以,这些对我们来说是相当重要的。但是,模电最具特色的不是这些,而是在电脑上仿真。仿真就是用一些虚拟的元件按照电路图的要求组成电路。它也可以看作一个实践的过程。要知道,在这之前我还不知道那一门课程像模电这样,既可以在实验室中实践,又可以在电脑上实践。所以,模电对我们的要求是很高的。总的来说,模电,你下功夫学习容易,但是要学好就难了。
第三,我觉得老师对我们的要求也很严格。这主要体现在时间、作业及考试三个方面。首先是时间方面。每天早上必须在七点五十之前到教室,如果没到的话,就会有相应的惩罚。比如说,没按时到就要回去,不能上课;按时到没带课本,也要回去,不能上课等等。其次,是作业方面。每次作业要按时交上,这不必说,还要将作业做好做对。做好,要按照要求的格式将作业写,好表述清楚,思路清晰,页面干净整齐,画的图要横平竖直,整体好看,元件不能画错,连接的节点也要标出来。做对,就是作业的结果要正确,表达无误。最后就是考试方面。老师虽然可以让我们选择考试方式,但是,我觉得考试还是较为严格的。并且,考试涉及的范围挺广。
最后,我觉得,老师虽然要求严格,但是,对我来说,其效果也是很好的。我每天都有按时到教室上课,然后认真听讲。作业也都较为认真的按照要求完成了。最终考核也将没多大问题,而以往不懂的地方也能够弄懂。所以,模电虽然有难度,要求高,但是还是一门比较实用的课程。在不久的将来,我觉得我会为模电课程要求高,实用性强而受益的。
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5.模电心得 篇五
“三极管驱动电路周边的电阻值怎么计算?”
“怎样设计模拟电路实现XXX功能啊?用什么电路形式?选什么器件?参数是什么?”
“仿了一个模拟电路,怎么指标就是达不到原先的水准呢?” “10uV信号怎么放大到10V?”......模拟电路并不难学,难的是长期积累,有老师指点,坚持做实验。
我们首先介绍什么是模拟电路,时代划分,模电开发需要具备的能力,模电难在哪里,模电涉及的内容,元器件选型,然后用实例进行读图训练,计算电路参数,设计指导.------------模拟电路介绍------------模拟电路(Analog Circuit):处理模拟信号的电子电路。模拟信号:时间和幅度都连续的信号(连续的含义是在某取值范围内可以取无穷多个数值)。工业控制里的温度、液面、压力、流量、长 度等都是连续的模拟量。
模拟信号的特点:
1、函数的取值为无限多个;
2、当图像信息和声音信息改变时,信号的波形也改变,即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。----------------模拟电路时代划分----------------50年代前 电子管
1947年 晶体管诞生,以半导体器件为核心 1958年 集成电路问世
1969年 大规模集成电路问世,品种齐全 1975年 超大规模集成电路问世,价格下降
随着器件的不断发展,模拟电路的应用和教学也经历了以电子管为中心;以晶体管为中心;以集成电路(如:运放)为中心等多个阶段。翻开很早以前的模电教材,都是以电子管为核心讲解电路原理的,那时的收音机、电视机、扩音器、电台等都是电子管的。现在仍然有不少音响发烧友使用电子管做功放,做收音机,称之为“胆机”,看着电路放音时,一堆灯丝闪动,别有一番DIY乐趣,据说可以听出特别的味道,只是现在电子管不太好买了。
后来的模电教材主要以分立的晶体管元件为核心,这一时期的收音机、扩音器等都改成晶体管的了,现在模电实验课还有七管超外差调幅收音机实习。尽管现在很少产品完全使用分立元件设计,但是大学课本仍然以这些分立器件为核心授课,究其原因,晶体管毕竟是集成电路的基础,学好这些分立器件,才能更好地理解集成电路。目前一些分立晶体管主要用在驱动电路中,比如:驱动数码管、继电器等,完全使用分立元件实现的模拟电路越来越少了。
现在我们已经到了超大规模集成电路时代,真正的产品大多是由集成电路实现的。可是一些初学者由于大学课本教的是分立元件,所以不习惯用集成电路。看到有网友设计一个指标较高的放大电路,仍然首先考虑用三极管搭,现在都什么年代了,有运放为什么不用!集成电路体积小、功能强、性能稳定、成本低(单位晶体管价格),现在设计模拟电路首选集成电路。不过,集成电路的设计方法和原来分立器件的又有不同,复杂的设计由模拟IC厂商完成,使用者最重要的能力是选择合适IC。
综上所述,时代不同,模拟电路的学习和应用侧重点就不同。现在分工比较细:模拟IC芯片设计,板级应用设计,EDA工具开发,射频,测量仪器,EMC设计等等,根据你的方向,有选择地重点学习,效果较好。
----------------------模电开发需要具备的能力----------------------模拟电路课程的学习目的是:掌握电子技术的基本概念,基本电路,基本分析方法,基本实验技能。尤其需要强调的是模电学习,实验不可少。
模电开发需要具备的能力:
1、读图能力
定性分析。能够正确分析出一张模拟电路原理图所要实现的功能。
经常看到论坛上一堆人把同一个电路图分析出10多种不同功能,而且居然没一个分析对的。本来想让大家一起分析出个正确答案,但是结论不收敛,谁也说服不了谁,大多数都分析错了,越分析越乱,所以给大家造成了模电难学的错觉。其实,这就是缺乏读图能力训练造成的。如果连图都看不懂,定性分析功能也不会,那么就别指望后面的定量分析,设计调试了。读图能力是学好模电的基础。拥有这个能力后,你才能考虑自学模电。后面我们将用实例说明如何把复杂的总原理图分解成若干基本部分,如何分析估算,如何举一反三。
2、估算能力
定量分析。能够正确估算出一张模拟电路原理图中各元件参数值。
注意:这里特别强调“估算”,因为模拟电路分散性,只能近似估算。模电定量分析属于工程问题,你不能指望得到精确解,只能得到大概数据,然后做实验验证。前面也说过,模电的实验不能少。
经常看到论坛上有人问元器件(电阻、电容、电感等)的取值,然后众人给出一堆答案,都不带重样的。这又给大家造成了模电难学的错觉。其实,主要是缺乏定量估算能力造成的。估算能力需要不断训练,不断积累,了解各种电路形式,各种数学模型,计算流程,计算公式,经验公式。估算能力的提高没有捷径可走,只能一点一滴,循序渐进地积累,不过,如果多看一些前人总结好的范例,并能举一反三,那么,提高快一点还是有可能的。
3、选择能力
独立设计能力。能够根据功能指标要求,选择电路形式,选择合适器件,选择合适元器件参数。
到这一步,已经具备独立设计能力了。这三步有先后顺序,先会读图,给出一张图能够分析出功能,然后,能够估算给定图纸各元器件参数值,最后,能选择合适电路实现指定功能。
经常看到论坛上有人问实现某功能该选择那种型号的三极管、运放,该选哪个厂商生产的,用什么电路形式比较好,具体参数怎么确定云云。很明显,缺乏选择能力,不能独立设计电路。
你想选择合适元器件,就必须事先积累大量元器件信息,否则,连个选择范围都没有,还谈什么选择啊,对吧。比如:你想选个合适的运放,那么你就必须事先搜集十几种运放的数据手册,然后才能开始选择。选择电路形式同样需要事先积累,建议把各种电路形式列出对比表备查。至于选择合适的元器件参数,那就得经常用啦,熟能生巧,用多了自然能轻松选择。总之,选择能力需要长期积累,长期实践。当然,从工程角度来说,找第三方咨询,利用第三方平台弥补自己积累的不足,也是行之有效的办法。毕竟,具备独立设计能力是个漫长的修炼过程,可工作也要按时完成,正确的观念和方法才能解决这个二难困境,后面会谈谈这方面的心得体会。
4、调试能力
动手能力,具体实现。根据设计出来的图纸,实际制作出符合要求的硬件电路。
仅有图纸,只能说刚完成一半工作量,模电设计从出图到硬件实现还有很长很长的路要走。
经常看到论坛上有人问,参照某图纸设计的硬件出现这样那样的问题。比如自激、啸叫、干扰辐射、不稳定、噪声淹没有效信号、各项指标达不到等等。很多人感到模电难学的一个重要原因是,即使你有一个好的图纸,也并不能组装出达到预期效果的设备,常常要在调试上花费大量的时间和精力。模拟电路技术不仅是种实验技术,还是种工艺技术,容易防盗版,即使盗版者拥有电路图,拆解了设备,如果没有一定的模电功底,高超的工艺技术,照样仿造不出来。利用这一特性,在数字电路中加入适当的模拟电路,控制关键部件,进而掌控供应链,获得最大利润。
还是前面说过的,模电的实验不能少,第三次强调了。就象写程序需要调试一样,模电调试更是家常便饭,而且困难得多,大部分是体力活。首先要了解各种测试方法,其次要熟练掌握常用仪器的使用,这些需要长期积累实践,多做实验。另外,模拟电路的电磁兼容EMC设计非常重要,模拟电路的EMC设计可比数字电路的难度大多了,不过本文档将不涉及这方面的重要内容,而是将其放在《快快乐乐跟我学EMC设计》中统一讨论。------------模电难在哪里------------
很多人都说模电很难学,到底难在哪里呢?我们尝试归纳了一些原因,不一定全面,但足够说明问题。
1、模电实验多。
获得元器件原始数据,测试,验证,调试,总结经验公式等都需要做大量实验,因此实验设备必不可少,比如:示波器、信号发生器、电子负载、实验电源等,而大多数人没有财力购置全套实验设备,或者只能购买低档型号,这就给学习和应用带来了限制,不是每个人都有机会拥有开发实验环境。如果计算机程序出错,只要单步调试就可以了,而调试模拟电路,必须设计实验方案,做大量实验,费时费力费钱。
经常看到论坛上有人问某某电路工作不正常到底是什么原因的问题,其实不用问任何人,用仪器调试一下就知道了。如果程序工作不正常,那就单步跟踪。如果DIP封装芯片没有器件手册,那就直接用尺子量。同样,如果模拟电路工作不正常就用示波器等仪器定位错误。可能很多人手头没有测试设备,所以不得不一遇到问题就到处问人吧。
2、理论和实践脱节
教科书上全是针对理想器件进行理论分析的,可是实际使用的器件不是理想的。这不能怨教材误导,用理想器件分析可以抓住主要矛盾,便于说明本质问题,但这样做会隐藏很多细节问题,看书时什么都明白,一到实践就什么都不明白了。
比如:电感存在寄生电容,电容存在引线电感,由LC构成的低通滤波器并不能滤除很高频率的噪声,因为当频率很高时,噪声会直接通过电感的寄生电容旁路到输出端,此时电感失效,同样,大电容在高频时引线电感不能忽略,也不会滤除高频,所以,LC低通滤波并不是你想象的那么完美。如果噪声频率更高,一小段导线都会成为天线,将能量发射出去,更不会经过LC低通了。很多人看书明白了LC低通滤波原理,但就是弄不明白为什么加了LC低通后仍不能有效滤除高频噪声的原因。
再比如:用书上的公式计算出了电感值,但教科书上并没有讲怎么实际绕制电感,用多粗的漆包线?绕几匝?用什么材料的磁芯?多大的体积?什么形状?开不开气隙?怎么绕?工艺要求?......看书时很明白,一到实践才知道这么多不懂的。
放大器的数学表达很简单,就是输入信号乘以一个常数A(放大倍数),但是实际电路很复杂,因为放大器、电阻有噪声,地不理想,运放还有频率响应、零点飘移、线性区、温度/湿度影响、增益补偿、输入输出阻抗、电源等诸多问题需要考虑。总之,模拟电路设计就是与干扰做斗争,大部分电路是用来抗干扰的,主功能电路往往非常简单。所以,模拟电路的难点在于抗干扰,需要考虑的细节很多很多。
3、灵活多变,器件难买
模拟电路不象数字电路那么标准化,解决方案灵活多变,实现同一个功能可能有成千上万种选择,从好处讲,方案多可以让我们有更多选择余地,优中选优,从坏处讲,需要长期修炼,积累大量元器件、典型电路、仪器使用、分析问题的知识。
模拟器件品种繁多,不太容易收集齐全,比如:某些型号的电子管、中周、变压器、磁性元件、运放停产了,某些不单卖,某些是假货/翻新货等等。现在是超大规模集成电路时代了,如果买不到相应型号的IC,没办法自制。
另外,模电对数学功底有一定要求。模型抽象、近似估算、经验公式都要求有数学能力。------------模电学习内容------------
一.半导体器件
包括半导体特性,半导体二极管,双极结性三极管,场效应三级管等
二.放大电路的基本原理和分析方法:
1.原理 单管共发射极放大电路;双极性三极管的三组态---共射 共基 共集;场效应管放大电路--共源极放大,分压自偏压式共 源极放大,共漏极放大;多级放大。2方法 直流通路与交流通路;静态工作点的分析;微变等效电路法;图解法等等。
低频小信号放大电路
高频放大电路
三.放大电路的频率响应
单管共射放大电路的频响--下限频率,上限频率和通频带频率失真波特图多级放大电路的频响
四.功率放大
互补对称功率放大电路—— OTL(省去输出变压器),OCL(实用电路)
五.集成放大电路
偏置电路,差分放大电路,中间级,输出级。
六.放大电路的反馈
正反馈和负反馈
负反馈:四组态——电压串联,电压并联,电流串联,电流并联负反馈。(注意输出电阻和输入电阻的改变)
负反馈的分析:Af=1/F
七.模拟信号运算电路(运放电路)
理想运放的特点(虚短 虚地);
比例运放(反向比例运放,同向比例运放,差分比例运放);
求和电路(反向输入求和,同向输入求和)
积分电路,微分电路;
对数电路,指数电路;
乘法电路,除法电路。
八.信号处理电路
有源滤波器(低通LPF,高通HPF。带通BPF,带阻BEF)
电压比较器(过零比较器,单限比较器,滞回比较器,双限比较器)
九.波形发生电路(振荡电路)
正弦波振荡电路(条件,组成,分析步骤)
RC正弦波振荡电路(RC串并联网络选频特性)
LC 正弦波振荡电路(LC并联网络选频特性 电感三点式 电容三点式)
石英晶体振荡器
非正弦波振荡器(矩形波,三角波,锯齿形发生器)
十.直流电路
单相整流电路
滤波电路(电容滤波,电感滤波 ,复式滤波)
倍压整流电路(二倍压整流电路,多倍压整压电路)
串联型直流稳压电路 十一.调制/解调电路 调幅、调频、调相--------常用元件--------
电阻...电感...电容...二极管:
参数:
平均正向整流电流(最大值)IF、反向耐压(最大值)VRM、重复正向电流峰值(最大值)IFRM、正向浪涌电流峰值(最大值)IFSM、正向压差环境温度25°C(最大值)Vr、反向电流环境温度25°C(最大值)IR、重复反向峰值耐压、正向平均整流电流、连续反向耐压、封装、主要用途、生产厂家、产品编号、规格书、价格
型号:
1N4007、1N4148、BAV70、BAV99、BAW56
三极管:
参数:
集电极电流Ic、集电极-基极电压Vcbo、集电极-发射极极电压Vceo、发射极-基极电压ebo、功耗Pc、增益hfe、封装、工作温度、频率响应、主要用途、生产厂家、产品编号、规格书、价格
型号: 8050、9013、9014、BC817、8550、9012、9015、BC807、4401、4403 BC557B、2N3904、2N3906、BC817、2sc3356、2sc9018 3AX31、3DG6、3AX81、3DG12、BT33、3DJ6、3DD15、3AX31B、3DA87C、3DD15D、D880、1815 2N2222、2N2907、B772、D882、TIP122、TIP127 8850、9018、2907、222a、1623、1123 2N5551、2N5401
场效应管.........------------读图训练实例------------七管超外差收音机 低频信号发生器 晶体管扩音机
--------------------电路参数估算训练实例--------------------略
------------一些心得体会------------
经常看到论坛上有人抱怨自己大学四年荒废了,当时没有认真学习模电,现在书到用时方恨少,追悔莫及。对于很多人来说,大学毕业就意味着教育的终结。其实,大学毕业恰恰是终身自我教育的开始。大学只有四年,而从23岁毕业到60岁退休,还有37年的时间,大学只不过占了十分之一的时间。另外,大学毕业前,基本上是为老师,为父母学,现在毕业了,有了独立的意识,知道自己喜欢什么,想干什么,经济也独立了,此时才是真正为自己学,也就是说教育才刚刚开始。大学期间主要收获的是学习方法,经历一个过程,具体知识其实不那么重要。即使你大学期间没有学好模电,现在补也来得急。按照本文档说明,根据自己工作需要,有选择地研究,模电就不难学。
大家学习模电似乎都陷入了一个误区,就是以为要先学会模电才能开始设计,错!
6.模电综合课程设计 篇六
实验报告
高效率音频功率放大器
黄瑞铭 08226147 2010年6月30日
目 录
1.设计目的....................................................1 2.设计任务....................................................1 3.设计要求....................................................1 4.设计步骤....................................................1
5、单元电路设计................................................2
6、实验测试方法和测试实验数据分析..............................7
7、附件........................................................9 1
高效率音频功率放大器
作者:黄瑞铭
1、设计目的
(1)熟悉一些基本器件的应用;(2)熟悉多功能板的焊接工艺技术和电子线路系统的装调技术;(3)熟悉D类功率放大器的工作原理;(4)完成高效率音频功率放大器的设计。
2、设计任务
设计并制作一个高效率音频功率放大器。功率放大器的电源电压为+5V,负载为8Ω电阻。原理框图如图1所示。
三角波产生器(或锯齿波)比较器驱动电路开关功率输出低通滤波8欧音频输入信号图1
3、设计要求
(1)3dB通频带为300Hz~3400Hz,输出正弦信号无明显失真。(2)最大不失真输出功率≥1W。(3)输入阻抗>10k。
(4)低频噪声电压(20kHz以下)≤10mv,在电压放大倍数为10,输入端对地交流短路时测量。
(5)在输出功率500mW时测量的功率放大器效率(输出功率/放大器总功耗)≥50%。
4、设计步骤
(1)进行方案论证,合理设计高效率音频功率放大器的电路原理图;(2)单元电路组装调试;(3)整机组装调试;
(4)写出设计报告。
5、单元电路设计
音频信号前置放大器设计
如图7所示。设置前置放大器,可使整个功率的增益从1-20连续可调,而且也保证了比较器的比较精度。当功放输出的最大不失真功率为1W时,其8Ω上的电压VPP=8V,此时送给比较器音频信号的值应为2V,则功放的最大增益约为4(实际上,功放的最大不失真功率要略大于1W,其电压增益要略大于4)。因此必须对输入的音频信号进行前置放大,其增益应大于5。前放仍采用宽频带、低漂移、满幅运放TL062,组成增益可调的同相宽带放大器。选择同相放大器的目的是容易实现输入电阻Ri10kΩ的要求。同时,采用满幅运放可在降低电源电压时仍能正常放大,取VVcc/22.5V,要求输入电阻Ri大于10kΩ,故取R1R251kΩ,则
VP 图7 Ri51/225.5kΩ,反馈电阻采用电位器R4,取R420kΩ,反相端电阻R3取2.4kΩ,则前置放大器的最大增益Av为:
Av1R42019.3 R32.4调整R4使其增益约为8,则整个功放的电压增益从0~32可调。
考虑到前置放大器的最大不失真输出电压的幅值Vom2.5V,取Vom2.0V,(Vom/Av)2/8250mV。超过此幅度则输出会则要求输出的音频最大幅度Vim产生削波失真。
三角波发生器设计
该电路采用满幅运放TL062及高速精密电压比较器LM393来实现,电路如图8所示。TL062不仅具有较宽的频带,而且可以在较低的电压下满幅输出,既保证能产生线性良好的三角波,而且可以达到发挥部分对功放在低电压下正常工作的要求。
图8
载波频率的选定既要考虑抽样定理,又要考虑电路的实现,选择150kHz的载波,使用四阶Butterworth LC滤波器,输出端对载频的衰减大于60dB,能满足题目的要求,所以我们选用载波频率为150kHz。
电路参数的计算:在5V单电源供电下,我们将运放5脚和比较器3脚的电位用R8调整为2.5V,同时设定输出的对称三角波幅度为1V(Vpp2V)。若选定R10为100kΩ,并忽略比较器高电平时R11上的压降,则R9的求解过程如下:
取R9为39kΩ。
选定工作频率为f150kHz,并设定R7R620kΩ,则电容C3的计算过程如下:
对电容的恒流充电或放电电流为: I52.52.5
R7R6R7R64
52.51100,R940kΩ 100R92.5
则电容两端最大电压值为: VC4C4T10Idt2.5T1
C(RR)476其中T1为半周期,T1T/21/2f。VC4的最大值为2V,则: 22.51
C(2f4R7R6)2.52.5 C4208.3pF
(R7R6)4f201034150103取C4220pF,R710kΩ,R6采用20kΩ可调电位器。使振荡频率f在150kΩ左右有较大的调整范围。
PWM波产生电路设计
选用LM393精密高速比较器,电路如图9所示,因供电为5V单电源,为给VV提供2.5V的静态电位,取R12R15,R13R14,4个电阻均取10kΩ。由于三角波Vpp2V,所以要求音频信号的Vpp不能大于2V,否则会使功放产生失真。
图9 音频功率放大器设计
1)驱动电路
电路如图10所示。将PWM信号整形变换成互补对称的输出驱动信号,用LM393组成电压跟随器和1:1反向比例放大器以获得对称输出信号,送给由晶体三极管组成的互补对称式射极跟随器驱动的输出管,保证了快速驱动。驱动电路晶体三极管选用2SC8050和2SC8550对管。
图10
2)H桥互补对称输出电路
对VMOSFET的要求是导通电阻小,开关速度快,开启电压小。因输出功率稍大于1W,属小功率输出,可选用功率相对较小、输入电容较小、容易快速驱动的对管,IRF9540和IRF540 VMOS对管的参数能够满足上述要求,故采用之。实际电路如图11所示。互补PWM开关驱动信号交替开启Q5和Q8或Q6和Q7,分别经两个4阶Butttterworth滤波器滤波后推动喇叭工作。
图11 6
7.模电课程设计题目 篇七
刘老师的邮箱liulb@gdut.edu.cn,大家有问题可以直接发邮箱询问老师
一、课程设计的性质
本课程是在前导验证性实验基础上,进行更高层次命题的课程设计,是在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要,是电子技术人才培养成长的必由之路。
二、课程设计目的本课程旨在培养学生模拟电子电路知识,解决模拟电子技术方面常见实际问题的能力,促使学生积累实际电子制作经验,准备走向更复杂更实用的应用领域,是参加“全国大学生电子竞赛”前的技能培训课程之一。目的在于巩固基础、注重设计、训练技能、追求创新、走向实用。
三、课程设计要求
1、根据下面所给出的5个题目自行选择一个完成设计;
2、学生自行查找与设计题目有关的参考资料;
3、提出设计方案,写出设计步骤,并进行理论设计;
4、熟悉用计算机软件进行辅助电路设计方法,并对所设计的电路进行仿真;
5、购买元器件并进行电路的焊接、组装;
6、熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法;
7、学习电子电路的调试和测试技术,完善作品功能。
8、撰写设计报告;
四、设计题目
题目1: 波形发生电路
要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形
发生器。
基本指标: 输出频率分别为:102HZ、103HZ和104Hz;输出电压峰峰值VPP≥20V
发挥部分:方波占空比可调。
题目2: 音频功率放大电路
要求:设计并制作一个音频功率放大电路(电路形式不限),负载为扬声器,阻抗8。基本指标:频带宽50HZ~20kHZ,输出波形基本不失真;电路输出功率大于8W;
输入灵敏度为100mV,输入阻抗不低于47K。
题目3:有源带通滤波器
要求:设计1有源带通滤波器,其3db带通范围为50Hz-20KHz。
基本指标:带内电压变化小于0.5db,带外电压比大于20db(10KHz与10Hz的输出电压之比,10KHz与30Khz输出电压之比大于20db),矩形系数尽量小。
本题要求选用分立元件和集成运算放大器构成,不得采用现成滤波集成模块。
题目4:串联型直流稳压电源
要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标:
1、输出电压6V、9V两档,同时具备正负极性输出;
2、输出电流:额定电流为150mA,最大电流为500mA;
3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv;
题目5:水温监测及控制电路
要求:设计并制作一个水温监控电路,把一杯水的温度控制在50°C,误差正负2°C。加热装
置不限。
1、检测电路采用热敏电阻Rt(NTC)作为测温元件。
3、设计温度检测电路和温度控制电路。
4、温度测量标准以现成的温度计为标准。
发挥部分:可制作实时的温度显示电路。
五、设计报告内容
1、设计题目
2、设计任务和要求
3、原理电路设计:
(1)方案比较与确定;(2)整体电路框图的确定(3)单元电路设计及元件选择;
4、电路调试过程与结果:
理论设计数据、实测数据、误差分析,必要的波形图
5、总结
总结作品的优点和不足的地方,以后可能的改进方案,通过这次课程设计的心得体会。附录:完整的电路图和装配图。
六、主要参考书目:
1、童诗白、华成英,《模拟电子技术基础》
2、康华光,《电子技术基础》模拟部分
8.模电课程任务书 篇八
模拟电子技术课程设计任务书
专业电子信息工程班级12级电信2班学号姓名梁萌萌
一、设计题目直流电源交替闪光灯
二、设计任务与要求
1.采用3v直流电源供电;
2.设计一个应用双稳态频闪灯电路原理的交替闪光灯;
3利用Multisim等电子仿真软件检验电路的可操作性
4.设计电路原理图,进行元件焊接调试并撰写设计报告。
三、参考文献
[1] 童诗白,华成英.模拟电子技术(第四版).北京:高等教育出版社,2006
[2] 陈梓城.实用电子电路设计与调试.北京:中国电力出版社,2006
[3] 谢自美.电子线路设计、实验、测试(第二版).武汉:华中科技大学出版社,2000
[4] 李万臣.模拟电子技术基础实验与课程设计.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2001
四、设计时间
年月日至年月
指导教师签名:
专业负责人签名:
9.模电实习心得体会 篇九
第一章
这章是基础,所有的知识点都要在弄懂的情况下才能够进一步展开对模电的后一步学习,要贯彻理解不同的晶体管和场效应管的结构,特性曲线,熟练掌握它的主要参数及等效电路(特别是三极管的等效电路)。
第二章
这章的重点比较多,学好这一章能给以后的学习如虎添翼,所以大家一定要静下心弄懂,需要掌握的内容虽然多但是却都是能减轻以后的学习负担。
重点如下:
1、掌握放大的概念以及放大电路的指标;
2、掌握静态、动态、直流通路、交流通路、频率特性及温度漂移等基本概念;
3、掌握结合具体电路进行合理近似的估算法;
4、学会用图解法分析放大电路的静态、动态工作情况;
5、熟练掌握运用小信号模型等效电路法计算放大电路的动态性能指标;
6、熟练掌握共射(包括工作点稳定电路)、共集和共基放大电路的工作原理及特点;
7、掌握场效应管放大电路的分析方法和指标计算。
第三章
这章的主要主角是多级放大电路和差分放大电路,考点较前两章来说并不是很多的,所以掌握好它的各个考点,考起试来就会胸有成竹哦。
1、多级放大电路的基本概念,耦合方式以及动态分析;(重点)
2、直接耦合放大电路的零点漂移现象;
3、掌握差分放大电路的共模信号、差模信号、共模放大倍数、差模放大倍数、共模抑制比的概念。(重点)
4、差分放大电路的组成、抑制零点漂移的原理以及四种接线方式分析方法。(重点)
5、掌握互补输出级的正确接法和输入输出关系。
第四章
有了前三章的基础,学好以后的应该不是难事了。这章主要讲的是集成运算放大电路,我们需要了解集成运放电路的组成和电压传输特性,能够分析集成运放电路中的三种基本电流源电路(镜像,比例,微电流源)和改进型电流源电路(加射极输出器的电流源,威尔逊电流源),了解多路电流源电路和以电流源为有源负载的放大电路)。
第五章
这章是一个过渡章,需要我们了解的东西并不是很多,但是我们得从脑海中形成放大电路的频率响应的概念,对学习后面的信号分析会相对来说容易一点。
1、掌握放大电路频率特性的相关概念:上限频率、下限频率、通频带、波特图以及增益带宽积;
2、放大电路的频率响应特点,上下限频率与那些因素有关;
3、定性了解多级放大电路频带宽度与单级的关系 。
第六章
这章是重点章节,平时没怎么学的,想要拿一个看得过去的分数,得从这章下手。反馈又是这章出现频率最高的词汇,所以很明显,反馈(也可以说负反馈)是重点的重点。在这章的学习中,我们需要:
1、理解反馈的基本概念,负反馈放大电路增益的一般表达式,4种反馈组态及其特点。
2、瞬时极性法判别正、负反馈及反馈类型,正确解释负反馈对放大电路性能的影响。
3、计算深度负反馈放大电路的放大倍数。
4、负反馈放大电路产生自激的原因和条件,能用稳定裕度的概念分析反馈放大电路的稳定性。
学习目标(重点):
会看,会判断反馈的类型和极性,会定性分析其作用。
会引,会根据需要正确引入反馈。
会算,会估算深度负反馈放大电路的闭环增益。
会消振,会通过实验调试消除反馈放大电路中的自激振荡。
第七章
本章所讨论的集成运放的基本应用电路,主要包括比例、加法、减法、微分、积分、对数、反对数(指数)运算电路以及乘法器和除法运算电路等。本章讨论的信号处理电路有有源滤波电路。
在分析各种运算和处理电路时,由运放构成的电路通常工作在深度负反馈条件下,常用到以下两个概念:
1)集成运放两个输入端之间的电压通常接近于零,即虚短。
2)集成运放输入电阻很高,两输入电流几乎为零,即虚断。
主要内容:
1、比例、加、减、积分和微分电路
2、滤波电路的基本概念,一阶、二阶有源滤波电路
3、电子信息系统预处理中所用放大电路
第八章
主要内容:
(1)正弦波振荡电路的振荡条件
(2)RC、LC正弦波振荡电路的工作原理、组成原则、振荡频率的计算。
(3)非正弦信号产生电路:单门限电压比较器和迟滞比较器的工作原理,理解方波、矩形波、三角波、锯齿波发生器的工作原理。
第九章
主要内容:
1.功率放大电路的输出功率、效率和非线性失真之间的关系。
2.甲乙类功率放大电路的组成、工作原理、各项指标的计算及BJT的选择。
第十章
10.模电实验考试 篇十
模电课程设计-波形发生器(130619)
院 系: 电子工程系
姓 名: 巫金生
学 号: 112027136
设计项目名称: 波形发生器
实验所属课程: 模拟电子技术教程设计
实验室(中心): 模拟电子实验室
指 导 教 师 : 郭彩萍
设计完成时间: 2013 年 06 月 19 112027136 太原工业学院
知行合一 行胜于言
目 录
本实验主体报告分为5个部分
1、成员介绍…………………………….2、波形发生器功能介绍………………………
3、原理图、PCB图及参数计算……………….4、仿真结果…………………………………….5、心得体会…………………………………….6、参考文献……………………………………..Ps:如有纰漏,敬请谅解
一.成员介绍:
①、刘毅
②、董敏
112027112 112027118
太原工业学院112027136
知行合一 行胜于言
③、崔宇 112027120 ④、巫金生
112027136 二.波形发生器功能介绍:
此波形发生器由两个LM358 集成运算放大器及其周边电路构成,可以发生方波、三角波、锯齿波和正弦波。
①方波:利用输入端的RC自激振荡电路,反相输入迟滞电路而形成,反馈网路增加一个电位器以调节占空比。正向输入端连接一个电位器可以调节方波的频率。输出电路利用一个5V双向稳压管接地来稳幅。
②三角波:以方波为输入信号,输入到积分电路。同时为了提高三角波的负载能力并且减少方波频率对三角波幅值的影响,将积分电路的输出反馈给滞回比较器的输入。通过改变方波的频率改变三角波的频率。
③锯齿波:以方波为输入信号,利用二极管的单向导电性是积分电路中C充放电的回路不同,输入到一并联的二极管模块再输入到积分电路,以调节锯齿波的斜率。为减少对其他电路的干扰,这里为并联的二极管设计了一个与其并联的开关,当想要输出三角波的时候开关闭合,并联二极管模块短路;当想要输出锯齿波的时候开关断开,接通并联二极管电路。正弦波:实际是一个一阶反相输入的低通滤波器。在积分电路中的电容上并联一个电阻来降低通带放大倍数。
三.原理图、PCB及参数计算
1、原理图:
2、PCB图:
太原工业学院112027136
知行合一 行胜于言
3、模块详细分析 ⑴、自激震荡部分:
太原工业学院112027136
知行合一 行胜于言
没有接通时,Vc0,滞回比较器V0Vz,则集成运放同相输入端R2Vi*VzVVz给C充电,使VR由0上升,在R1R2,同时0VR>Vi之前,V0Vz不变;当VR>Vi时,V0跳变到Vz。
当V0R2Vi*(Vz)RVz时,R1R2f(反相输入,同时C经端反馈网络等效电阻)使VR降低,在VR>Vi之前V0Vz不变,当VR ⑵、方波部分: 方波的波幅由稳压管的参数决定,这里使用5V的稳压管,方波的周期取决于充放电回路RC的数值。若R或C其中一个增大,计算周期T: 四.仿真结果(图片显示) 和周期T均会增大,频率f也会增大。 太原工业学院112027136 知行合一 行胜于言 五、心得体会 1.我们小组是男女搭配方式的合作方式,所以在某些环节中我们需要找个地方一起讨论问题,总结解决办法,统一意见。在这方面我们很明智的选择了在学校图书馆,不影响其他同学学习的情况下我们有秩序的发表了自己对本次课程设计的观点,总结出方案的详细流程,形成一个分工明确彼此紧扣的团队氛围。 2.在这次课程设计期间我深深的体会到“大学给我们带来的不单单是学习到的知识,更加教会你如何利用身边的资源找到自己需要的内容”。没有任何事物是一成不变的,你只有掌握自学的能力才可以应对一切的变化,不被社会淘汰。一开始我们遇到的问题是ewb无法运行我们所绘制的电路图,无奈之下就采用protel软件,图书馆四楼各种翻书各种查询。后来好不容易绘制了protel版本的电路图,纠其仿真功能实在不咋d。最后我们还是放弃protel,改用multisim。(当然其中也包括了我们在书海中的翻阅资料…….) 3.没有事情是一次就能成功的,你需要付出的往往比你想象中的要多。电路图元件的挑选,电路连接的顺序,功能测试等等环节可谓是变化万千。需要你有爱迪生那样3000次尝试仍然坚信下一次就是成功的希冀。不厌其烦的做下去,直到你做出来为止。 4.谨慎的态度往往是你成功的基石,举一个最简单的例子:在连接导线的时候,会因为一时疏忽没有把导线连接在元件的一端或者是覆盖了另一端导线。由于视觉的误差往往使你不容易发现这个错误,调试一天也很难找到为什么仪表显示出来的结果就不是理论值….总结以上四点分别为:友好合作,自主自学,坚持不懈,谨慎专注! 太原工业学院112027136 知行合一 行胜于言 六.参考文献: 1、Multisim的基本功能: <1>虚拟测试仪器仪表种类齐全,有一般实验用的通用仪器,如万用表,函数信号发生器,双踪示波器,直流电源;而且还有一般实验室少有或者没有的仪器,如波特图仪,字信号发生器,逻辑分析仪,逻辑转换器,失真仪,频谱分析仪和网络分析仪等 <2>具有较为详细的电路分析功能,可以完成电路的瞬态分析和稳态分析,时域和频域分析,器件的线性和非线性分析,电路的噪声分析和失真分析、离散傅立叶分析,电路零极点分析,交直流灵敏度分析等电路分析方法,以帮助设计人员分析电路的性能。 <3>电路图设计的四大步骤: 步骤一:调用元器件 步骤二:电路连接 步骤三:电路文件存盘 步骤四:电路功能测试,打开仿真开关,测点电路功能 2.波形发生 1>.自激振荡 当一个放大器的输入端没有外加输入信号,而在输出端却有一定的频率和幅值的输出信号 2>.正弦波振荡器的组成(1).基本放大器Au (2).正反馈网络F:RC、LC (3).选频网络:旨在产生单一频率的振荡信号 3.方波发生器 方波发生器的基本电路结构小编已经绘制出来,如下图所示(由于过程比较仓促,没来得及做进一步检查,如有纰漏,望见谅)。它是以比较器为基础,由滞回电压比较器和在运放的负反馈网络中起延时作用的无源RC积分电路组成。输出端经R1和R2分压,把反馈电压引到比较器的同向端,输出电压又经RC积分电路把另外一个反馈电压加到反相端。同相端和反相端互相制约为条件,互相促进对方向现实所处状态而形成脉冲波形。 电路输出电压的幅度由稳压管的稳定电压Uz的大小决定。忽略二极管的导通电阻时,相应的方波振荡频率为: F=1/(Rw+2R)Cln(1+2R1/R2)调节电位器Rw,滑动臂的位置可以调节运放两个输入端电压相等。即uN = uP,本电路的uN=0,则uP为 uP=(±Uz-ui)R1/(R1+R2)+Ui 太原工业学院112027136 知行合一 行胜于言 4.三角波发生器 三角波电压产生器的基本电路结构如下,用集成运放构成的反相输入积分器和同相输入的滞回比较器构成三角波发生器。Uo1输出幅值为±Uz,是占空比为0.5的方波电压;Uo2输出幅值为±UzR1/R2,是随时间线性变化的三角波电压。相应的振荡频率为: :F =R2/4R1RC 太原工业学院112027136 知行合一 行胜于言 电子技术课程设计论文 功率放大器设计 院系: 信息工程学院 专业: 电子信息工程 班级: D1143班 姓名: 程冰 学号: 13号 指导教师: 于静珠 2012年12月14日 吉林工程技术师范学院课程设计论文 目录 第一章:绪论·······························································1 第二章:系统总体方案设计·····································2 2.1功率放大器的设计目的和内容··················· 22.2 LM386音频功率放大器····························2 2.3麦克风···················································3 2.4扬声器··················································· 4 第三章:原理图设计及仿真 ··································5 3.1 设计方案················································5 3.2音频放大器原理图·······································5 3.3音频放大器的注意问题································6 第四章:硬件电路安装调试·····································7 4.1电路板的装配与调试································7 4.2电路板制作过程及注意问题·······················7 第五章:总结·····················································9 致谢 附录 参考文献 吉林工程技术师范学院课程设计论文 第一章 绪论 如今,随着社会的不断发展与进步,物质文明已经充分的满足人们的需要了,而精神文明成为了生活中的难题,在满足他们视野的同时,耳朵也需要满足,这就需要人类发挥它们的聪明才智,发明一种功率放大器。 由于以前所遇到的功率放大器是不能满足需要,它们基本上都是小信号放大电路,并且主要用于增强信号的幅度,也就是说它不能放大声音,不能驱动负载。例如共射级放大电路、共集电级放大电路、共基级放大电路、场效应放大电路等等。但在实际应用中,许多电子设备都需要输出足够的功率来驱动负载,例如扬声器、执行电动机等等。因此放大电路的末级一般采用能够输出足够功率的功率放大器。 伴随着人们生活水平的提高,近年来随着国内外音响技术的迅猛发展,电子管音频放大器以他独特的魅力重出江湖,各种电子管层出不穷,日新月异,成为广大音响爱好者追求的热点。功率放大器不仅仅是消费产品(音响)中不可缺少的设备,还广泛应用于控制系统和测量系统中。低频功率放大器是一个技术相当成熟的领域,几十年来人们为之付出不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至思想认识上都取得了长足的进步。吉林工程技术师范学院课程设计论文 第二章:系统总体方案设计 2.1功率放大器的设计目的和内容 设计目的: 通过自己设计功率放大电路,对所学的模拟电子技术基础理论进行实践应用,从而掌握功率放大电路的基本原理,以及其主要的元器件的应用和工作原理,参数的计算等内容,了解BJT9013、LM386驻极体话筒、驱动扬声器的工作原理以及其主要性能。设计方案: 首先由小组成员对设计所需要的各种元器件进行检查核对,核对无误后开测量元器件的主要参数,后由小组成员设计电路图,经老师检查无误后由小组成员开始进行焊接,焊接结束后看其是否能够正常工作,若不能正常工作应及时找到原因并解决问题。设计思想: 要设计音频功率放大器首先由BJT9013和集成功率放大器LM386组成两极功率放大器,输入由驻极体话筒产生,输出由扬声器发声产生。 2.2 LM386音频功率放大器 LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。 种类:音频功率放大器 LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器,广泛应用于录音机和收音机之中。 LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。吉林工程技术师范学院课程设计论文 2.3麦克风 麦克风: 吉林工程技术师范学院课程设计论文 驻极体麦克风选用运放:LM386(选用原因:简单,用+5v单电源供电。而且电路中不想引入12V的电源,只用5V和3.3V) 目标:将输出音频电压信号放大到0到3.3V之间,适合于LPC2138进行采样(参考电压为3.3V和0v)。 这是我参看别人的电路(他用51采样,参考电压为+5V和0V),我用Pspice仿真了一下,驻极体麦克风等效为一正弦电压源(不知道是否正确?频率暂设为2500Hz,偏置为0v,幅值30mv)。如下图所示: 图2-3麦克风内部电路图 2.4扬声器 扬声器的工作原理: 永磁体通过轭铁在磁路的环形气隙中产生一个磁场,和扬声器纸盆相连的音圈插入环形气隙中,永磁体被外部的轭铁所包围,从而可以免遭外界杂散磁场的干扰,反过来也可以减小永磁体磁场对外界的影响,当声音以电流的形式通过磁场时线圈便会因电流强弱的变化产生不同频率的震动,进而带动纸盆发出不同频率和强弱的声音。吉林工程技术师范学院课程设计论文 第三章:原理图设计及仿真 3.1 设计方案 小组成员的设计方案得到了老师的认可和支持,本方案通过驻极体话筒将声音信号改为电信号后进入电路,后经过BJT9013对信号进行放大,再由LM386进行整理传送后由扬声器将电信号改成声音信号输出。 3.2音频放大器原理图 通过驻极体话筒将声音信号改为电信号后进入电路,后经过BJT9013对信号进行放大,再由LM386进行整理传送后由扬声器将电信号改成声音信号输出。其中利用9013组成的是一个射极偏置放大电路,并引出负反馈来有效控制电路。各元器件的工作原理: 1、LM386的工作原理 LM386 是一款为低工作电压应用场合所设计的功率放大器。在不用任何外部器件的情况下,内置增益放大倍数为 20。如果在第 1 脚和第 8 脚之间加一个电阻和电容,可使得增益高达 200。 输入为参考地时,输出被自动偏置为输入电压的一半。在 6V 供电的情况下,静态功耗仅有 24mW,因此在使用电池供电的设备里,LM386 是理想的功放。(1)增益控制 LM386 是一个多功能放大器,2 个引脚(第1脚和第8脚)提供了增益控制。当第 1 脚和第 8 脚开路时,内置的 1.35kΩ 的电阻设置增益为 20(26dB)。如果在第 1 脚和第 8 脚之间接一个电容来旁路此 1.35kΩ 的电阻,增益可达到 200(46dB)。如果再加一个电阻和此电容串联,增益可设置为 20 到 200 之间的任意值。在第 1 脚与地之间耦合一个电阻(或者FET),也可以控制增益。 在使用的时候,所添加的外置的元件,并联在内置反馈电阻上,以调整增益与频率响应范围。例如,我们可以通过反馈路径上的波段调整来补偿弱的扬声器的低音特性曲线。这是通过在第 1 脚和第 5 脚之间串联 RC 来实现的(并联在内置的 15 kΩ 电阻上)。为了得到 6 dB 的低音增强的/效果:R ≈ 15 kΩ。当第 8 脚开路时,在良好的稳定地工作的情况下,最小值:R = 10 kΩ。当第 1 脚与第 8 脚旁路时,R 可以低到 2 kΩ。有这个限制是因为,放大器仅仅在闭环增益大于 9 的情况下才能补偿。(2)输入偏置 吉林工程技术师范学院课程设计论文 原理图显示:2 个输入端都通过一个 50 kΩ的电阻旁路到地。输入晶体管的基极电流约为 250 nA,因此,当左侧的输入端开路时,输入约为 12.5 mV。假如驱动 LM386 的直流源电阻高于 250 kΩ,这将会产生非常小的额外的补偿(在输入端大约为 2.5 mV,在输出端大约为 50 mV)。假如直流源电阻小于 10 kΩ,短接未使用的输入端到地也会降低补偿(在输入端大约为 2.5 mV,在输出端大约为 50 mV)。通过在未使用的输入端到地之间短接电阻,在这些值之间的直流源电阻,我们都能消除的它们的额外的补偿,等效为直流源电阻。当然,所有的补偿问题都会被消除,在输入端为电容耦合的情况下。在高增益使用 LM386 的时候(通过在在第1脚和第8脚之间旁路1.35kΩ的电阻),有必要旁路未使用的输入端,来阻止增益降低及可能发生的不稳定。可以通过加一个 0.1uF 的电容或者短接到地来实现,这取决于输入驱动端的直流源电阻。 3.3音频放大器的注意问题 (1)零件描述和零件标识有什么区别? 零件描述是零件在零件库里的名称,将外形和引脚功能相同的零件取的一个通用名称;零件标识是电路图里用户根据需要自行设计的名称,当然也不能随意乱取。一般情况下可以统称为零件名称,而不必细分。 零件属性对话框中的PartFields有两个作用,对于一般零件可以在这些设置中标注零件的参数;对于仿真零件可以在这些设置中设置有关仿真的模型参数。ReadOnlyFields一般用于仿真零件中的仿真模型的定义。 (3)如何直接更换零件? 更换的零件上双击,在弹出的零件属性对话框中的LibRef中输入新零件描述,点击OK按钮即可完成零件的直接更换。(4)如何设置常用零件的默认零件封装? 可以用零件库编辑器打开要修改的零件,在零件描述(Description)对话框中Designator标签页里的PartFootPrint1中输入零件封装名。 (5)、如何直接从原理图切换到PCB设计? 点击菜单DesignUpdatePCB命令,即可实现原理图到PCB设计的自动切换。(2)零件属性对话框中的PartFields和ReadOnlyFields有什么用? 第四章:硬件电路安装调试 吉林工程技术师范学院课程设计论文 4.1电路板的装配与调试 电路的装配: 功率放大器是一个小型电路系统,安装前要将各级进行合理布局,一般按照电路的顺序一级一级地布局,功放级应远离输入级,每一级的地线尽量接在一起,连线尽可能短,否则很容易出现自激。 安装前应检查元器件的质量,安装时特别要注意功放块、运算放大器、电解电容等主要零件的引脚和极性,不能接错。从输入级开始向后级安装,也可以从功放级开始向前逐级安装。安装一级调试一级,安装两级要进行级联调试,直到整机安装与调试完成。 调试技术: 电路的调试过程一般是先分级调制,再级联调试,最后整机调试与性能指标测试。 分级调试又分为静态调试与动态调试。静态调试时,将输入端对地短路,用万用表测该级输出端对地的直流电压。前置级、音调控制级 都是由运算放大器组成的,其静态输出直流电压均为Vcc/2,功放级的输出(OTL电路)也为Vcc/2.且输出电容Cc两端充电电压也应为Vcc/2。动态调试是指输入端接入规定的信号,用示波器观测该级输出波形,并测量各项性能指标是否满足题目要求,如果相差很大,应检查电路是否接错,元器件数值是否合乎要求,否则是不会出现很大偏差的,因为集成运算放大器内部电路已经确定,主要是外部元件参数的影响。 小信号的输入线可以采用具有金属丝外套的屏蔽线,外套接地。整个输入级用单独金属盒罩起来,外罩接地。电源变压器的初、次级之间加屏蔽层。电源变压器要远离放大器前级,必要时可以把变压器也用金属盒罩起来,以利隔离。 4.2电路板制作过程及注意问题 焊盘应注意的常见问题: 焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。吉林工程技术师范学院课程设计论文 焊盘的开口:有些器件是在经过波峰焊后补焊的,但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住,使器件无法插下去,解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口,这样波峰焊时内孔就不会被封住,而且也不会影响正常的焊接。 焊盘补泪滴:当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔,成锐角会造成波峰焊困难,而且有桥接的危险,大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。 第五章:总结 吉林工程技术师范学院课程设计论文 此次模电课程设计是我大学生活重要的一步。在写课程设计论文其间,我通过查找资料,老师指导,与同学交流,反复修改,最后顺利完成了论文。每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践,我了解了音频功率放大器用途及工作原理,熟悉了音频功率放大器的设计步骤,锻炼了设计实践能力,培养了自己独立设计能力。此次设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固,同时也是走向工作岗位前的一次热身。但是此次设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力,对材料的不了解等等。这次实践是对自己大学二年所学的一次大检阅,使我明白自己知识还很不全面,自己的求学之路还很长,以后更应该不断学习,努力使自己成为一个对社会有所贡献的人。 致 谢 在我的毕业设计中对我帮助最大莫过于我的指导教师 老师了。吉林工程技术师范学院课程设计论文 在完成设计当中,我的导师 老师,她总是不断询问我的设计情况,包括我的进展情况、在电路当中所遇到的困难情况和应该怎样解决这些困难。特别是在我遇到困难时,她都会与我一起来探讨应该怎样去做。当我在电路的调试过程中遇到了很棘手的问题时,老师不但向我伸出援助之手,更叫我不要灰心,在精神上给予我安慰,直到完成设计才松了口气。她为我能够按时完成设计给了很大的帮助,在我的设计当中起了决定性的作用。 在整个论文的撰写及修改过程,是在老师和同学的热心指导下完成的,在此,向在毕业设计当中给予我提供帮助的同学老师说一声“谢谢” 预祝老师在今后的生活及工作中,身体健康、工作顺利,在电子领域有更大的飞跃。 附录 吉林工程技术师范学院课程设计论文 原件清单 功率放大器原理图 吉林工程技术师范学院课程设计论文 参考文献 [1] 乔瑞萍,林欣.Lab VIEW 6i实用教程.北京:电子工业出版社,2003.[2] 肖玲妮,袁增贵.Protel99SE印刷电路板设计教程.北京:清华大学出版社.2003.[3]胡翔骏 电路分析(第二版)北京:高等教育出版社 2007 【模电实验考试】推荐阅读: 西南交大模电实验仿真波形09-23 实验操作考试试题07-09 实验室考试题库化学08-08 新海实验中学中考模拟考试语文试题06-19 实验室安全培训考试307-15 理、化、生实验操作考试工作总结07-18 实验室安全教育通识类考试09-24 实验虚拟机实验09-04 实验报告顺序表实验08-0511.模电课程设计 篇十一