第一篇：低音炮 模電課程設(shè)計報告

<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) >>

課程設(shè)計報告

題 目：低音炮專 業(yè)：電子信息工程年 級：學 號：學生姓名：滕波聯(lián)系電話：指導老師：鄧忠惠

2010級

1010612014

***

完成日期： 2012年 6 日

月 摘要

低音炮音響是濾出音頻中低音信號，對低音信號進行前置放大，達到一定強度后，再進行功率放大。對于中頻信號直接進行放大。放大后輸出的聲音發(fā)生共振，達到重低音效果。本文介紹了具有弱信號放大能力的低頻功率放大器的基本原理、內(nèi)容、技術(shù)路線。整個電路主要由穩(wěn)壓電源、低頻信號濾出電路、前置放大器、功率放大器共4 部分構(gòu)成。穩(wěn)壓電源主要是為前置放大器、功率放大器提供穩(wěn)定的直流電源。前置放大器主要是電壓的放大。功率放大器實現(xiàn)電流、電壓的放大。波形變換電路是將正弦信號電壓變換成規(guī)定要求的方波信號。設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)簡潔、實用，充分利用到了集成功放的優(yōu)良性能。實驗結(jié)果表明該功率放大器在帶寬、失真度、效率等方面具有較好的指標、較高的實用性,為功率放大器的設(shè)計提供了廣闊的思路。

關(guān)鍵詞：TDA2030A 低頻信號前置放大電路

低頻信號濾出電路

功率放大電路

I

ABSTRACT Subwoofer sound is filter out audio signal in the bass, the bass signal preamplifier, reaches a certain strength, then power amplifier.For intermediate frequency signal directly amplification.The voice of the output amplification resonance occur to heavy bass effect.This paper introduces the weak signal amplifier ability has the low frequency power amplifier, the basic principle of content, the technical route.The main circuit by manostat, low frequency signal filter out circuit, the preamplifier, power amplifier with 4 parts.Manostat primarily for pre-amplifier, power amplifier provide stable dc power.The preamplifier mainly is the voltage scaling.Power amplifier realize current, voltage scaling.Wave transform circuit is will sine signal voltage transform into the requirements of square wave signal.The design of the structure is simple, practical circuit, make full use of the performance of the integrated amplifier.The experimental results show that the power amplifier in bandwidth, distortion degree, efficiency has good index, higher practicability, for power amplifier design offers wide thinking.Key Words：TDA2030A low frequency signal preamplifier circuit low frequency signal filter out circuit power amplifier circuit

II

目錄

摘要................................................................I ABSTRACT...........................................................II 1總體方案設(shè)計......................................................1

1.1設(shè)計思路.....................................................1 1.2總體設(shè)計.....................................................1 2理論分析與設(shè)計....................................................2

2.1芯片介紹.....................................................2 2.2完整電路及原理分析...........................................3 3電路設(shè)計..........................................................4

3.2功率放大電路.................................................4 3.3 低頻信號前置放大電路.......................................5 4.測試結(jié)果分析......................................................7 5.心得體會：........................................................7 參考文獻............................................................8

III

1總體方案設(shè)計

1.1設(shè)計思路

利用TDA2030A 音頻功率放大電路放大輸入的音頻信號，驅(qū)動喇叭發(fā)聲，調(diào)節(jié)R7/R9決定放大倍數(shù)，而R11/C7為揚聲器補償網(wǎng)絡(luò)。超重低音部分首先通過由NJM4558組成前置放大電路，保證足夠大的驅(qū)動電壓，獲得足夠大的音量。再由低通濾波電路選擇需要的聲音頻率。最后由功率放大器驅(qū)動低音喇叭發(fā)聲。

1.2總體設(shè)計

總體設(shè)計思想采取模塊化的設(shè)計理念，由 TDA2030A組成的功放電路模塊，超重低音模塊，它由前置放大模塊，低通濾波模塊，功放模塊這幾個模塊構(gòu)成。這樣模塊的思想，便于查錯。

音頻信號輸入低頻信號濾出低頻信號前置放大功率放大9V 直 流 穩(wěn) 壓 電 源前置放大功率放大中音喇叭低音喇叭

圖1-1 系統(tǒng)原理方框圖

其中低頻信號濾出電路主要完成濾出音頻信號中20-200HZ的低頻信號；前置級主要完成小信號的電壓放大任務；功率放大級則實現(xiàn)對信號的電壓和電流放大任務；直流穩(wěn)壓電源部分則為整個功放電路提供能量。該系統(tǒng)是一個高增益、高保真、高效率、低噪聲、寬頻帶、快響應的音響與脈沖傳輸、放大兼容的實用電路。

2理論分析與設(shè)計

2.1芯片介紹

TDA2030介紹：

TDA2030A是德律風根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖1所示，按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。

NJM4558介紹：

NJM4558內(nèi)部包括兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器。適用于雙電源工作模式，也適用于電源電壓范圍很寬的單電源使用。

圖2-1 4558芯片介紹 2.2完整電路及原理分析

總原理圖：

0VCC低頻信號前置放大R6VCC1312功率放大C71C6VCC17C1201619C9R9R8C10000C8功率放大3C11XLV22InputVCCC15U2VCC1807C2聲音信號10R130kΩ8低頻信號濾出R29C3C4C511R3150VCCR54R4VCC14R1350%0C105R146R15C140200VCCR10R11Vin50%XLV1InputD31N40070R12C13D21N40070

圖2-2 總原理圖

原理分析：

本電路設(shè)計簡潔、實用，各模塊單元均選用集成運放電路。聲音信號輸入后，一部分經(jīng)低頻信號濾出電路濾出，送到前置放大電路進行電壓放大，讓后送到功率放大器進行電壓和電流放大。另一部分送到TDA2030進行放大。在前置放大級電路中采用LM358，進行兩級放大。低頻功率放大電路采用LM386.中頻功率放大級中采用運放TDA2030。如此設(shè)計使得電路外圍結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧精致，且較好的結(jié)合了各運放的優(yōu)良性能，使電路能滿足各項指標。

3電路設(shè)計

3.1低頻信號濾出電路

設(shè)計電路如圖3-1所示。該電路采用無源濾波方式，無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復式濾波(包括倒L型、LC濾波、LCπ型濾波和RCπ型濾波等)。本電路為無源濾波中RCπ型濾波，有電阻電容組成，達到低通濾波的效果。

3R130kΩ1R230kΩC147nF2VinC247nFVout0

圖3-1 低頻信號濾出電路

3.2功率放大電路

這部分功率放大采用TDA2030完成。TDA2030具有負載泄放電壓反沖保護電路，如果電源電壓峰值電壓40V的話，那么在5腳與電源之間必須插入LC濾波器，以保證5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內(nèi)。熱保護：限熱保護有以下優(yōu)點，能夠容易承受輸出的過載（甚至是長時間的），或者環(huán)境溫度超過時均起保護作用。與普通電路相比較，散熱片可以有更小的安全系數(shù)。萬一結(jié)溫超過時，也不會對器件有所損害，如果發(fā)生這種情況，Po=（當然還有Ptot）和Io就被減少。

VCC1R20Vin50%02C3VCCC1C7C240R48R35C600R66C4D11N400703VoutD21N4007R1

圖3-2 功率放大電路

輸入信號Vi經(jīng)過滑動變阻器和電容C1耦合到TDA2030的1腳，功率放大后從4腳輸出，經(jīng)過電容C7后加到揚聲器。C1為耦合電容，R6、C4串聯(lián)接在輸出端用以抑制高頻噪聲。C2、R2用于電源去耦濾波，防止功率放大器產(chǎn)生高頻自激，去除兩級間信號通過電源互相干擾的影響。放大倍數(shù)由R3、R4共同決定，放大倍數(shù)A=1+R4/R3。

3.3 低頻信號前置放大電路

前置放大電路可以采用集成運算放大器構(gòu)成的前置放大器,也可以采用專用前置放大器IC構(gòu)成的前置放大器電路,從經(jīng)濟方面考慮本設(shè)計采用的是集成運算放大器方案,設(shè)計前置放大器可供選用的集成運算放大器有很多,有LF347、LF353、LF357、LF356、0P-

16、OP-

37、NE5532、NE5534等。主要考慮的技術(shù)指標是帶寬、電壓增益、轉(zhuǎn)換速率、噪聲和電流消耗等。

為提高前置放大器電路輸入電阻和共模抑制性能,減少輸出噪聲,采用集成運算放大器構(gòu)成前置放大器電路時,必須采用同相放大電路結(jié)構(gòu),電路如圖3-3所示

R4VCCC11R123VCCR3C20VCCVCCC345R2

圖3-3低頻信號前置放大電路

為了盡能保證不失真放大,圖三采用兩級運算放大器電路A1和A2,放大器的增益取決于R1、R2,即AvA=R4/R1, 由上述分析可知,低頻功率放大器的總增益為68dB,兩級前置放大器的增益安排在50dB左右比較合適,每級增益在25dB左右,以保證充分發(fā)揮每級的線性放大性能并滿足帶寬要求,從而可保證不失真,即達到保真放大質(zhì)量。

C2為隔直流電容,是為滿足各級直流反饋、穩(wěn)定直流工作點而加的。但對于交流成分, CC2必須呈現(xiàn)短路狀態(tài),即要求C2的容抗遠小于R2的阻值。C1、C3為耦合電容,為保證低頻響應,要求其容抗遠小于放大器的輸入電阻。R2為運放輸入端的平衡電阻,通常R2=R4。

圖中第二級為跟隨電路，跟隨電路具有輸入電阻大，輸出電阻小的特點，可以做多級放大器的中間級，即緩沖級。說得通俗一點，就是做阻抗變換，使前后級之間實現(xiàn)阻抗匹配。所以兩級放大電路前加了跟隨電路實現(xiàn)阻抗匹配。

4.測試結(jié)果分析

優(yōu)點：放大效果很明顯，工作正常

音效也不錯

不易受外界振動的干擾

缺點：芯片沒有短路，而且工作正常但是芯片發(fā)熱比較厲害。

不同人按同一個電路圖焊接，焊接排版都不錯，但效果有好有壞。低音電路的效果不容易出來。

整體評價：電路重點為低音信號的濾出和放大部分。聲音信號輸入后，一部分經(jīng)低頻信號濾出電路濾出，送到前置放大電路進行電壓放大，讓后送到功率放大器進行電壓和電流放大。另一部分送到TDA2030進行放大。在前置放大級電路中采用LM358，進行兩級放大。低頻功率放大電路采用LM386.中頻功率放大級中采用運放TDA2030。

所用低頻信號處理芯片干擾小、響應快、高增益、高保真、高效率、低噪聲、寬頻帶。而前置放大電路可以對小信號進行前置放大，放大后送到下級在進行功率放大，保證了低音信號的質(zhì)量和強度，從而實現(xiàn)重低音效果。

但在實際制作和調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)該電路相對比較復雜，制作困難，結(jié)果不是太理想，有較大雜音，低音效果并不是很好。

在以后的制作中，應注意電路板的排線問題，盡量減少干擾的形成。同時應進一步了解電路工作原理，調(diào)整額各模塊的電路結(jié)構(gòu)，已達到預定效果。

5.心得體會：

第一次接觸模擬電路課程設(shè)計，我感觸頗深：

經(jīng)過這段課程設(shè)計的日子，我發(fā)現(xiàn)從剛開始的protel到現(xiàn)在的protues，不管是學習哪種軟件，都給我留下了很深的印象。由于沒有接觸，開始學得很費力，但到后來就好了。在課程設(shè)計中遇到問題，最好的辦法就是問別人，因為每個人掌握情況不一樣，不可能做到處處都懂，發(fā)揮群眾的力量，復雜的事情就會變得 很簡單。這一點我深有體會，在很多時候，我遇到的困難或許別人之前就已遇到，向他們請教遠比自己在那冥思苦想來得快。

雖然整個過程困難重重，但我的收獲也是顯而易見的。對于protel，現(xiàn)在基本可以熟練應用；提高了自己的邏輯思維能力，是自己在電路設(shè)計及分析上有很大提高；提高了自己查閱資料及獨立思考的能力：而自己的動手能力頁有很大的提高，自己走出了新手的階段。這一個個進步雖然不大，但我還是非常高興和激動。

課程設(shè)計過程中，我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。在以后的工作和學習中，我一定會努力改正自己，提高自己，使自己的綜合能力得到新的提升。

參考文獻

[1] 張肅文.高頻電子線路[M].北京：高等教育出版社，2000.[2] 夏路易、石宗義.電路原理圖與電路板設(shè)計教程Protel 99SE[M].北京希望電子出版社，2002.[5] 童詩白、華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006.

第二篇：模電課程設(shè)計報告

模擬電子課程設(shè)計

目錄 課程設(shè)計的目的與作用······················································1 2 設(shè)計任務及所用multisim軟件環(huán)境介紹·······································1 2.1設(shè)計任務······························································1 2.2所用multisim軟件環(huán)境介紹·············································1 2.2.1 Multistim 10簡介·················································1 2.2.2 Multistim 10主頁面···············································2 2.2.3 Multistim 10元器件庫·············································2 2.2.4 Multistim 10虛擬儀器·············································3 2.2.5 Multistim 10分析工具·············································3 3 電路模型的建立····························································3 3.1原理分析······························································3 3.2函數(shù)信號發(fā)生器各單元電路的設(shè)計········································5 3.2.1方波產(chǎn)生電路圖····················································5 3.2.2方波—三角波轉(zhuǎn)換電路圖············································5 3.2.3正弦波電路圖······················································6 3.2.4方波-三角波-正弦波函數(shù)發(fā)生器整體電路圖····························6 4 理論分析及計算····························································7 4.1方波發(fā)生電路··························································7 4.2方波—三角波··························································7 4.3正弦波································································7 5 仿真結(jié)果分析······························································8 5.1仿真結(jié)果······························································8 5.1.1方波、三角波產(chǎn)生電路的仿真波形如圖所示····························8 5.1.2方波—三角波轉(zhuǎn)換電路的仿真·······································10 5.1.3三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路仿真·······································11 5.1.4方波—三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路仿真·································12 5.2結(jié)果分析·····························································13 6 設(shè)計總結(jié)和體會···························································133 7 參考文獻·································································144

I

模擬電子課程設(shè)計 課程設(shè)計的目的與作用

1．鞏固和加深對電子電路基本知識的理解，提高綜合運用本課程所學知識的能力。2．培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學參考書籍，查閱手冊、圖表和文獻資料的自學能力。通過獨立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學會自己分析并解決問題的方法。

3．通過電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計計算和選取元器件;初步掌握簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法。

4．了解與課題有關(guān)的電子電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，能按設(shè)計任務書的要求，完成設(shè)計任務，編寫設(shè)計說明書，正確地反映設(shè)計與實驗的成果，正確地繪制電路圖等。

5．培養(yǎng)嚴肅、認真的工作作風和科學態(tài)度 設(shè)計任務及所用multisim軟件環(huán)境介紹

2.1 設(shè)計任務

設(shè)計能產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的函數(shù)信號發(fā)生器電路

1）輸出各種波形工作頻率范圍：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。2)輸出電壓：正弦波U=3V , 三角波U=5V , 方波U=14V。3)波形特征：幅度連續(xù)可調(diào)，線性失真小。

4)選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)計;計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出各部分原理圖，闡述基本原理。

2.2 所用multisim軟件環(huán)境介紹

2.2.1 Multistim 10簡介

Multistim是美國IIT公司推出的基于Windows的電路仿真軟件，由于采用交互式的界面，比較直觀，操作方便，具有豐富的元件庫和品種繁多的虛擬儀器，以及強大的分析功能等特點，因而得到了廣泛的應用。

模擬電子課程設(shè)計

2.2.2 Multistim 10主頁面

啟動Multistim 10后，屏幕上將顯示主界面。主界面主要由菜單欄、系統(tǒng)工具欄、設(shè)計工具欄、元件工具欄、儀器工具欄、使用中元件列表、仿真開關(guān)、狀態(tài)欄以及電路圖編輯窗口等組成。

2.2.3 Multistim 10元器件庫

Multistim 10提供了豐富的元器件，供用戶構(gòu)建電路圖時使用。在Multistim 10的主元器件庫中，將各種元器件的模型按不同的種類分別存放若干個分類庫中。這些元器件包括現(xiàn)實元件和虛擬元件。從根本上說，仿真軟件中的元器件都是虛擬的。這里所謂的現(xiàn)實元件，給出了具體的型號，它們的模型參數(shù)根據(jù)該型號元件參數(shù)的典型值確定?，F(xiàn)實元件有相應的封裝，可以將現(xiàn)實元件構(gòu)成的電路圖傳送到印刷電路板設(shè)計軟件Uliboard 10中去。而這里所謂的虛擬元件沒有型號，它的模型參數(shù)是根據(jù)這種元件各種型號參數(shù)的典型值，而不是某一種特定型號的參數(shù)典型值確定。虛擬元件的某些參數(shù)可以由用戶根據(jù)自己的要求任意設(shè)定，如電阻器的阻值，電容器的容值以及三極管β值等，這對于教學實驗的仿十分方便。虛擬元件沒有相應的封裝，因而不能傳送到Uliboard 10中去。另外，Multistim 10的元器件庫還提供一種3D虛擬元件，這是Multistim以前的版本并沒有。這種元件以三維圖形的方式顯示，比較形象，直觀。Multistim 10還允許用戶根據(jù)自己的

需要創(chuàng)建新的元器件，存放在用戶元器件庫中。如圖1所示

圖1 Multisim 10 主界面

模擬電子課程設(shè)計

2.2.4 Multistim 10虛擬儀器

Multistim 10提供了品種繁多，方便實用的虛擬儀器。取用這些虛擬儀器，只當連接在構(gòu)建的電路圖中，可以將仿真的結(jié)果以數(shù)字或圖形的方式實時顯示出來，比較直觀。虛擬儀器的連接和操作方式與實驗室中的實際儀器相似，比較方便。點擊主界面中儀表欄的相應按鈕即可方便地取用所需的虛擬儀器。元件工作欄如圖2所示，虛擬儀表欄如圖3所示。

圖2 元件工具欄

圖3 虛擬儀表欄

2.2.5 Multistim 10分析工具

分析菜單如圖4所示。

圖4 分析菜單 電路模型的建立

3.1原理分析

函數(shù)信號發(fā)生器是是由基礎(chǔ)的非正弦信號發(fā)生電路和正弦波形發(fā)生電路組合而成。由

模擬電子課程設(shè)計

運算放大器單路及分立元件構(gòu)成，方波——三角波——正弦波函數(shù)信號發(fā)生器一般基本組成框圖如圖1所示。

圖1 函數(shù)信號發(fā)生器框圖

1、方波—三角波—正弦波信號發(fā)生器電路有運算放大器及分立元件構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。他利用比較器產(chǎn)生方波輸出，方波通過積分產(chǎn)生三角波輸出，三角波通過差分放大電路產(chǎn)生正弦波輸出。

2、利用差分放大電路實現(xiàn)三角波—正弦波的變換

波形變換原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性，波形變換過程如圖2所示

圖 2 三角波和正弦波得轉(zhuǎn)換示意圖

模擬電子課程設(shè)計

由圖2可以看出，傳輸特性曲線越對稱，線性區(qū)域越窄越好；三角波的幅度Uim應正好使晶體接近飽和區(qū)域或者截至區(qū)域。

3.2函數(shù)信號發(fā)生器各單元電路的設(shè)計

3.2.1方波產(chǎn)生電路圖

3.2.2方波—三角波轉(zhuǎn)換電路圖

模擬電子課程設(shè)計

3.2.3正弦波電路圖

3.2.4方波-三角波-正弦波函數(shù)發(fā)生器整體電路圖

模擬電子課程設(shè)計 理論分析及計算

4.1方波發(fā)生電路

方波發(fā)生電路構(gòu)成同相輸入遲滯比較器電路，用于產(chǎn)生輸出方波?？勺冸娙軨1具有調(diào)頻作用，可用于調(diào)節(jié)方波的頻率。使產(chǎn)生的頻率范圍在10~~100Hz。

方波振蕩周期 T = 2 R1 C1 ln(1+2R4/R3)。

R1=7K，R3=7K，R4=7K。

振蕩頻率 f = 1/T?？梢?，f與C1成反比，調(diào)整電容C1的值可以改變電路的振蕩頻率。圖中穩(wěn)壓管 D1 D2 為調(diào)整方波幅值，UP-P = D1 +D2=14V。

4.2方波—三角波

方波——三角波電路中構(gòu)成同相輸入遲滯比較器電路，用于產(chǎn)生輸出方波?？勺冸娙軨1具有調(diào)頻作用，可用于調(diào)節(jié)方波的頻率。運算放大器U1與電阻R5及電容C2構(gòu)成積分電路，用于將U2電路輸出的方波作為輸入，產(chǎn)生輸出三角波。

圖中R6在調(diào)整方波—三角波的輸出頻率時，不會影響輸出波形的幅度。若要求三角波的幅值，可以調(diào)節(jié)可變電容C2。

三角波部分參數(shù)設(shè)定如下：

對于輸出三角波 其振蕩周期 T =(4 R5 R6 C2)/ R3，f = 1/T。而要調(diào)整輸出三角波的振幅，則需要調(diào)整可變電容C2的值。以使三角波UP-P = 5V。

4.3正弦波

改變輸入頻率，是電路中的頻率一定時三角波頻率為固定或變化范圍很小。加入低通濾波器，而將三角波轉(zhuǎn)化為正弦波。在圖5中當改變輸入頻率后，三角波與正弦波的幅度將發(fā)生相應改變。由于

振蕩周期 T =(4 R5 R6 C2)/ R3，C2為調(diào)節(jié)三角波的幅度使UP-P = 5V，R10調(diào)節(jié)輸出正弦波得幅值UP-P = 3V。三角波→正弦波的變換主要用差分放大器來完成。差分放大器具有工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高、抗干擾能力強等優(yōu)點。特別是做直流放大器時，可以有效的抑制零點漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性的非線性。

模擬電子課程設(shè)計 仿真結(jié)果分析

5.1仿真結(jié)果

5.1.1方波、三角波產(chǎn)生電路的仿真波形如圖所示

方波仿真圖形

模擬電子課程設(shè)計

三角波仿真圖形

模擬電子課程設(shè)計

5.1.2方波—三角波轉(zhuǎn)換電路的仿真

方波—三角波轉(zhuǎn)換電路的仿真圖形

模擬電子課程設(shè)計

5.1.3三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路仿真

三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路仿真圖形

模擬電子課程設(shè)計

5.1.4方波—三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路仿真

方波—三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路仿真圖形1

模擬電子課程設(shè)計

方波—三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路仿真圖形2 5.2結(jié)果分析

輸出電壓

方波信號接入示波器仿真，調(diào)節(jié)C1，得方波峰峰Vpp=14 V；

撤除方波信號并接入三角波信號，調(diào)節(jié)C2，測得三角波峰峰值Upp=5 V； 將正弦波信號接入示波器，調(diào)節(jié)R10，測得正弦波峰峰值Upp=3V。設(shè)計總結(jié)和體會

從課程設(shè)計開始就糾結(jié)實驗方案，太簡單感覺沒啥意思，太難了又擔心調(diào)試不出來。抱著試試看看的態(tài)度，先選了一個比較復雜的電路，連了半天才連出來，調(diào)試的時候發(fā)現(xiàn)沒有達到效果。于是，接著該方案，越改越簡單，最后一次課驗收才通過。

模擬電子課程設(shè)計

通過這次的課程設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)《模擬電子技術(shù)》這門課沒有學好，理論知識掌握得不夠牢靠，很多原理還不是很明白，電路的分析能力有待提高，需要更好的掌握各種數(shù)電以及模電的元器件原理性能參數(shù)，應提高自己查閱資料以及使用仿真軟件Multisim，畫圖軟件Altium Designer的能力。通過這次設(shè)計也使我得到了極大的鍛煉。

在設(shè)計的過程中遇到了不少問題，雖然整體思路上時沒有錯誤的，但是在細節(jié)方面把握不足，而設(shè)計一個電路重要的一面就是對細節(jié)的把握

這次課程設(shè)計，我通過操作可以較熟練地運用Multisim進行一些電路的仿真實驗，并且能夠運用一些虛擬儀器一些以理想化的數(shù)據(jù)進行分析，從而形象的理解各種電路的特點，從而可以利用其特點進行一些電路的設(shè)計。

實踐是檢驗真理的唯一標準，本次課程設(shè)計讓我對自己的專業(yè)有了更深層次的了解，也鍛煉了我們以后作為一名電子工作者應該具備的素質(zhì)。參考文獻

[1] 清華大學電子學教研組編.楊素行主編.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程.3 版.北京：高等教育出版社，2006.[2] 童詩白主編．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)．3版.北京：高教出版社，2001.[3] 李萬臣主編．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)與課程設(shè)計.黑龍江：哈爾濱工程大學出版

社，2001.[4] 胡宴如主編.模擬電子技術(shù).北京： 高等教育出版社，2000.

第三篇：模電課程設(shè)計報告

通信原理課程設(shè)計報告

(空一行)

(空一行)

第章(3號黑體居中)

(空一行)

1.1□□□□□□□（4號黑體左起頂格）

1.1.1□□□□□□□□□□□□（小4號黑體左起頂格）

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□(正文小4號宋體，行距1.5，字距為默認值)

1.2□□□□□□□（4號黑體左起頂格）

1.2.1□□□□□□□□□□□□（小4號黑體左起頂格）

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□(正文小4號宋體，行距1.5，字距為默認值)

(空一行)

參考文獻（3號黑體居中）

(空一行)

[1]作者.文獻題名[M].出版地：出版者，出版年.起止頁碼(可選)(小4號宋體頂格)

[2]主要責任者.文獻題目[J].刊名，年，卷(期)：起止頁碼.(小4號宋體頂格)

體會與建議（3號黑體居中）

(空一行)

(內(nèi)容小4號宋體,首行縮進2個字符)

附錄（3號黑體）(空一行)

(附錄內(nèi)容小4號宋體,首行縮進2個字符)

第四篇：模電課程設(shè)計報告

函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計與制作

張佳勇 歐美學院 機電科學與工程系電氣工程及其自動化1001

摘要：

模擬電子電路中，常常需要何種波形信號，如正弦波、矩形波、三角波等，作為測試信號或控制信號等。為了采集的信號能夠用于測量、控制、驅(qū)動負載或送入計算機，常常需要將信號進行變換，如將電壓變換成電流、將電流變換成電壓、將電壓變換成頻率與之成正比的脈沖。而我要做的就是設(shè)計一個能夠同時產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波的這樣一個電路。

矩形波電壓只有兩種狀態(tài)，不是高電平就是低電平，所以電壓比較器是他的重要組成部分，因為產(chǎn)生震蕩，就是要求輸出狀態(tài)應該按一定的時間間隔交替變化，所以電路中要有延遲環(huán)節(jié)來確定每種狀態(tài)維持時間。我選用LM358這樣一種比較器。

在產(chǎn)生矩形波的電路后面接一個三角波發(fā)生器，矩形波輸入的前提條件下經(jīng)過積分獲得三角波。

在三角波為固定頻率過頻率變化很小的情況下，采用低通濾波的方法將三角波變換為正弦波。關(guān)鍵詞：

矩形波 三角波 正弦波 比較器 積分放大電路 低通濾波器 差分放大器

一、設(shè)計任務及要求

1.任務

設(shè)計一臺函數(shù)信號發(fā)生器，能夠發(fā)出方波信號、三角波信號和正弦波信號；

2.要求

輸出波形的頻率范圍是10HZ~100HZ 100HZ~1KHZ 1KHZ~10KHZ，且連續(xù)可調(diào)； 方波幅值是10V，失真較小； 三角波峰值30V； 正弦波幅值為10V； 各種波形幅值均連續(xù)可調(diào)；

二、方案設(shè)計與論證

方案一

應用運算放大器做出的比較器電路產(chǎn)生方波，方波通過積分電路產(chǎn)生三角波，再由三角波通過低通濾波電路產(chǎn)生正弦波。方案二

由比較器和積分器組成方波——三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波（三角波的頻率可通過電容的大小進行更改），三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。差分放大器具有工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強等優(yōu)點。特別是作為直流放大器時，可以有效地抑制零點漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。

三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算

1.方案一

沒有接通時，=0V，滯回比較器=+同時=+跳變到-當=-給C沖電，使。時，=

·（-），同時C使

降低，在在﹥之前=-不，則集成運放同相輸入端=﹥之前，=+

不變；當

·，﹥時，由0上升，在變，當方波部分 時，跳變到+。

方波的波幅由穩(wěn)壓二極管的參數(shù)決定，方波的周期取決于充放電回路RC的數(shù)值。若R或C其中一個增大，周期T也會增大。≈≈T=T=（三角波部分

在方波發(fā)生電路中，當閾值電壓數(shù)值較小時，可將電容兩端的電壓看成是近似三角波。所以只要將方波電壓作為積分運算電路的輸入，在其輸出就得到三角波電壓。當方波發(fā)生電路的輸出電壓線性下降：而當

=+

=-時，積分運算電路的輸出電壓

將C C ≈()C)

時，將線性上升。

不是+

就是-，所以輸出電壓的表達式為

積分電路的輸入電壓式中

()為初態(tài)時正好從-2

躍變?yōu)?，則式子變?yōu)?/p>

積分電路反響積分，隨時間的增長線性下降，一旦=從+躍變?yōu)?，式子變?yōu)?，再稍減小，將

()為產(chǎn)生躍變時的輸出電壓。積分電路正向積分，再稍加增大，將從-躍變?yōu)?

隨時間的增長線性，回到初態(tài)，積分增大，一旦電路又開始反向積分。電路重復上述過程。因此產(chǎn)生震蕩。由以上分析可知，是三角波，幅值為±；

是方波，幅值為±，由于積分電路引入了深度電壓負反饋，所以在負載電阻相當大的變化范圍里，三角波電壓幾乎不變。設(shè)正向積分起始值為-，中了值為+，積分時間為二分之一周期，則有

震蕩頻率為f=調(diào)節(jié)電路中的，可以改變震蕩頻率和三角波的幅值。

在三角波電壓為固定頻率或頻變化很小的情況下，可以考慮低通濾波的方法將三角波變換為正弦波，輸入電壓的頻率等于輸出電壓的頻率。

將三角波按傅里葉級數(shù)展開

其中方案二

方波電路的工作原理

從一般原理來分析，可以在滯回比較器電路的基礎(chǔ)上，靠正反饋和RC充放電回路組成矩形波發(fā)生電路。由于滯回比較器的輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平是三角波的幅值 或低電平。兩種不同的輸出電平使RC電路進行充電或放電，于是電容上的電壓升高或降低，而電容的電壓有作為滯回比較器的輸入電壓，控制其輸出端狀態(tài)發(fā)生跳變，從而使RC電路有充電過程變成放電過程或相反。如此循環(huán)往復，周而復始，最后在滯回比較器的輸出端即可得到一個高低電平變化周期性交替的方波信號。

設(shè)Uo1=+Uz,則

U+ = R2（+Uz）/（R2+R3+Rp1）+（R3+Rw1）Uia/（R2+R3+ Rp1）=0

(1)將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限單位Uia＿為

Uia＿

=R2*Uz/（R3+ Rp1）

(2)若Uo1=-Uz，則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位Uia+為

Uia+=-R2（-Uz）/（R3+ Rp1）=Uia＿ = 2*R2*Uz/（R3+ Rp1）

(4)

3.方波——三角波轉(zhuǎn)換原理

在產(chǎn)生方波信號之后，利用此波形輸入到一個積分電路便可輸出一個三角波。由于三角波信號是電容的充放電過程形成的指數(shù)曲線，所以線性度較差。為了能夠得到線性度比較好的三角波，可以將運放和幾個電阻、電容構(gòu)成積分電路。運放接成積分電路形式，利用電路的自激振蕩，由滯回比較電路輸出的方波信號，經(jīng)過積分電路后產(chǎn)生三角波信號，輸出。運放U2與R4、RP2、C4及R5組成反相積分器，其輸入信號為方波Uo1，則積分器的輸出Uo2為

Uo2=-∫Uo1*dt/（R4+Rp2）C4

當Uo1=+Uz時，Uo2=-（+Uz）t/（R4+Rp2）C4 =-Uz*t/（R4+ Rp2）C4

當Uo1=-Uz時，Uo2=-（-Uz）t/（R4+ Rp2）C4 =Uz*t/（R4+ Rp2）C4 方波－三角波的頻率為：

f=(R3+R)/4R2(Rp14?Rp2)C

其中

R2/（R3+Rp1）≥1/3 取R2=10KΩ ,則R3?Rp1=30 KΩ 取R3=20 KΩ，則Rp1=20 KΩ 由于f=(R3+Rp1)/4R2(R4?Rp2)C

故R4?Rp2=3/4fc 取R4=5.1KΩ,Rp2=100 KΩ 當10 Hz≤?≤100 Hz, 取C=1μF;當100 Hz≤?≤1KHz, 取C=0.1μF;當1KHz≤?≤10KHz, 取C=0.01μF.三角波——正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理

本設(shè)計方案中主要采用有差分放大器來完成。差分放大器為輸入阻抗高，抗干擾能力強，可以有效的抑制零點漂移，利用差分放大電路傳輸特性曲線的非線形，將三角波型號轉(zhuǎn)化為正弦波信號，傳輸特性曲線越對稱，線形區(qū)越好，三角波的幅值U應正好是晶體管飽和區(qū)和截止區(qū)。運放U2與R4、RP2、C4及R5組成反相積分器，其輸入信號為方波Uo1，則積分器的輸出Uo2為Uo2=-∫Uo1*dt/（R4+Rp2）C4 途中RP3調(diào)節(jié)三角波的幅度，RP4調(diào)節(jié)差分放大電路的對稱性，其并聯(lián)RE1用來減小差分放大電路的線形區(qū)，電容C5、C6、C7為隔直電容。由于輸出頻率較低，所以其容量一般較大。C8為濾波電容，以消除諧波分量，改善輸出波形，差分放大器的靜態(tài)工作點可通過觀測傳輸型曲線，調(diào)整RP4和R6確定。

四、總原理圖及元器件清單 原理圖

1、方案一

2、方案二 原件清單

原件序號123456789原件名稱雙蹤示波器運算放大器二極管穩(wěn)壓二極管電阻滑動變阻器電容開關(guān)電源主要參數(shù)XSCLM324AJ1N9141N4740A1K,25K,50K,500K5OK,100K30nF,10nF,430nF5V數(shù)量334273313備注

五、性能測試與分析 1.方波

方案一

R5=50KΩ，50%

R5=50kΩ 15%

方案二 RP1=50K 50% 閉合S1

閉合S2

閉合S3 2.三角波： 方案一

R5=50K 50%

R5=50K 15% 方案二： RP1=50K 50% 閉合S1

閉合S2

閉合S3

3.正弦波： 方案一

R5=50K 50% R5=50K 15%

方案二

RP1=50K 50% 閉合S1

閉合S2

閉合S3

六、心得體會

由于此次是第一次課程設(shè)計，所以心情無比的亢奮，對于仿真成功后有著很強烈的滿足感。動手能力也是可到了很高的提高。從中我發(fā)現(xiàn)自己并不能很好的熟練去使用我所學到的模電知識。此次通過理論與實踐的結(jié)合，我從中更加理解的知識的深刻含義。

作為一個大三的學生，我認為此次的課程設(shè)計是十分有必要的，也是十分有意義的。在已度過的大學實踐里面，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力?如何把我們所學的專業(yè)基礎(chǔ)課程理論知識運用到實踐中去呢？我認為此次課程設(shè)計就是一個良好的平臺。

由于電路比較簡單，并且只是仿真，并不是真正的生產(chǎn)，所以我們基本上能有章可循，完成起來并不困難。吧過去熟悉的定型分析、定量計算，元器件選擇等手段結(jié)合起來，掌握工程設(shè)計的步驟和方法，了解科學實驗的程序和實施方法。這對今后從事技術(shù)工作無疑是個啟蒙訓練。通過這種綜合訓練，我們可以掌握電路設(shè)計的基本方法，提高動手組織實驗的基本技能，培養(yǎng)分析解決電路問題的實際能力，為以后的實際工作大家基礎(chǔ)。

七、參考文獻

【1】 康華光等，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版），高等教育出版社，2006；

【2】 邱關(guān)源，《電路》（第5版），高等教育出版社，2006；

【3】 彭介華主編：《電子技術(shù)課程設(shè)計指導》，高等教育出版社，2005年出版；

【4】 陳大欽主編：《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗－電子電路實驗、設(shè)計、仿真》，高等教育出版社，2002年出版；

【5】 畢滿清主編：《電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，2005年出版。

第五篇：模電課程設(shè)計報告

合肥學院

模擬電子電子技術(shù)

課程設(shè)計報告書

系部名稱：

班

級：

學

號： 1305061036

姓

名：

指導教師：

2013年 12月27 日

合肥學院

目錄

1．課程設(shè)計的內(nèi)容.....................................................................3 2.電路分析.............................................................................3 3.電路設(shè)計.............................................................................4 4.設(shè)計心得.............................................................................8 5.參考文獻.............................................................................8

合肥學院

一．課程設(shè)計的內(nèi)容

1：在仿真環(huán)境下測試共發(fā)射極的NPN三極管的輸出特性

通過仿真軟件（proteus 7.8）搭建合適的電路，驗證并分析共發(fā)射極NPN三極管的三種工作狀態(tài)（截止、放大、飽和）。2：設(shè)計有源帶通濾波電路并仿真

在仿真環(huán)境下自建一個合理的帶通濾波電路。要求：(1)信號通過的頻率范圍f在100Hz至10KHz；（2）濾波電路在1KHz的幅頻響應必須在（-1dB-+1dB）范圍內(nèi)，而在100Hz至10KHz濾波電路的幅頻衰減應當在1KHz時值的（-3dB-+3dB）范圍內(nèi)；（3）在10Hz時幅頻衰減應為26dB，而在100KHz時的幅頻衰減應至少為16dB。

二.電路分析

1：共發(fā)射極的NPN三極管電路

由經(jīng)典共發(fā)射極的NPN三極管的電路接法知，其中BJT是核心原件，起放大作用。直流電源VBB通過Rb給BJT的發(fā)射極提供正偏電壓，并產(chǎn)生基極電流Ib。直流電源VCC通過電阻Rc，并與VBB和Rb 配合，給集電極提供反/正偏電壓，使BJT工作于截止、放大、飽和狀態(tài)。當然，在實際應用中人們將基極直流電源VBB與集電極直流電源VCC合并，通過Rb提供基極偏流及偏壓。2：有源帶通濾波電路

合肥學院

由經(jīng)典的有源高通、低通濾波電路的幅頻響應知，構(gòu)成帶通濾波電路，條件是低通濾波電路的截止頻率Fh大于高通濾波電路的截止頻率FL，那么兩者覆蓋的通帶就提供了一個帶通響應。

三.電路設(shè)計

1：共發(fā)射極的NPN三極管電路

設(shè)三極管為理想的，Bj=10.66，VCC=12V,Vbe=0.6V通過一個單刀三瓣開關(guān)分別接到三個不同支路上。

當三極管飽和時，則集電極電流Ic=（12/4）x 10=3mA 此時Ib=Ic/Bj=0.28mA，由VCR知基極電阻Rb=（12-Vbe）/Ib=40.7K.不難得知，要使BJT工作與放大狀態(tài)下，在電源電壓為12V的狀態(tài)下且R1=4K，則基極偏置電阻Rb不能小于40.7K。

因此，為了觀察到三種不同狀態(tài)變化，在此我們選擇R2=50K，R3=30K，即在接通到R2支路上時，觀察BJT的放大狀態(tài)，而在R3支路上時，BJT應處于飽和態(tài)；對于截止狀態(tài)，則只需要將基極處于反偏狀態(tài)即可，當然考慮到對BJT的保護，這里串接一個R4=30K電阻起限流作用。具體電路及仿真效果如下：

3合肥學院

圖1（放大狀態(tài)）

圖2（飽和狀態(tài)）

圖3（截止狀態(tài)）

合肥學院

2：有源帶通濾波電路

這是一個通帶頻率范圍約為100Hz—10KHz的通帶濾波電路，在通帶內(nèi)我們設(shè)計為單位增益。由要求知，在頻率低端f=10Hz時，幅頻響應至少衰減20dB。在頻率高端f=100K時，幅頻響應要求衰減不小于16dB.因此可選擇一個二階低通濾波電路的截止頻率fH=10KHz，一個二階高通濾波電路的截止頻率fL=100Hz，有源器件采用運放LM324，構(gòu)成所要求的帶通濾波電路。故選擇二階巴特沃思濾波器，其增益Avf=1.586，因此，有兩級串聯(lián)的帶通濾波電路的通帶電壓增益（Avf）2=2.515,由于所需要的通帶增益為0dB，因此在低通濾波器的輸入部分加了一個有電阻R1、R2組成的分壓器。

器件參數(shù)的選擇及計算：在選用器件時，應當考慮由于原件參數(shù)誤差對傳遞函數(shù)存在影響。現(xiàn)規(guī)定選擇電阻值的容差為1%，電容值的容差為5%。由于每個電路包含若干電阻器和兩個電容器，預計存在的截止頻率可能存在較大誤差。為了確保在100Hz和10KHz處的衰減不大于3dB?，F(xiàn)以額定截止頻率90Hz和11KHz進行設(shè)計。

前已經(jīng)指出，在運放電路中的電阻不宜選擇過大或者過小。一般選擇幾千歐到幾十千歐比較合適。因此，在選選擇低通級電路的電容值為1000pF,高通級電路的電容值為0.1uF。然后由式Wc=1/RC可計算出精確的電阻值。對于低通級，由于已知C=1000pF和fH=11KHz,由上式得R3=14.47K歐，現(xiàn)選擇標稱電阻14K歐。對于高通級可做同樣的計算得R6=R7=18K?？紤]到已知Avf=1.586，同時盡量要使運放

合肥學院 的同相輸入端和反向輸入端對地的直流電阻基本相等，現(xiàn)選擇R5=68K歐，R8=82K歐，由此可計算出R4=（Avf-1）R5=39.8K歐，R9=（Avf-1）R10=48K歐。設(shè)計完成的電路如下圖4所示，信號源Vi通過R1與R2進行衰減，它的戴維南電阻是R1和R2的并聯(lián)值，這個電阻應當?shù)扔诘屯夒娮鑂3（=14K歐）。因此，有R1*R2/(R1+R2)=R3=14歐，由于整個濾波電路通帶增益是電壓分壓器比值和濾波器部分增益的乘積，且應當?shù)扔趩挝辉鲆?，故有（R1*R2/(R1+R2)）*（Avf）=1，綜合上述兩個等式，得R1=35.7K歐和R2=23.2K歐。具體電路仿真如下：

圖4（整體電路）

圖5（幅頻響應曲線）

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四.心得體會

寫著寫著，此次的課程設(shè)計報告已在終點處向我招手，這也標志著本學期的模電學習任務即將被“終結(jié)”；回首自己在這一階段的學習情況，感覺還是不錯的（考試不列入感知范圍內(nèi)），尤其是對BJT、運放、濾波器有了更加深刻的理解，當然這主要依賴于老師在課堂上的細心講解和課下的認真指導。就僅針對于本次的課程設(shè)計來說，讓課本知識和實踐運用進行了一次“無縫隙”的連接，使得自己在原有的基礎(chǔ)上得到的進一步的提升，這也主要源于對proteus軟件的不熟悉、濾波器電路理解的比較膚淺等，正是由于這些開始令人厭煩、苦勞、糾結(jié)的問題，才”醞釀”出本次看似完美的報告；當然對于模電的學習進程不隨報告的終結(jié)而終結(jié)，而是像計算機軟件那樣保持不斷的更新和良好的運行！

五.參考文獻

[1] 康華光.《電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）》 高等教育出版社，2004 [2] 百度百科

帶通濾波器

[3] 周潤景.PROTEUS入門實用教程.北京：機械工業(yè)出版社，2010