模电应用课程设计.docx

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1、目 录摘要IAbstractII1概述12理论分析,电路设计与仿真22.1正弦波产生电路22.2方波发生器42.3三角波发生电路53 函数信号发生器总电路图以及仿真图83.1 函数信号发生器总电路图83.2 函数信号发生器电路仿真图84 电路制作与调试104.1 电路制作工具104.2 电路焊接过程104.3 电路实验结果105心得体会116参考文献12摘要Protel系列电子设计软件是在 EDA 行业中，特别是在 PCB 设计领域具有多 年发展历史的设计界软件，由于其功能强大，界面友好，操作简单实用，近年来 成为国内发展最快。 应用最广的 EDA 软件Protel DXP 是第一个将所有设计

2、工 具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形 成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP 运行在优化的设计浏览器平台上， 并且具备当今所有先进的 设计特点，能够处理各种复杂的 PCB 设计过程。Protel DXP 2004 已不是单纯的 PCB（印制电路板）设计工具，而是由 多个模块组成的系统工具，分别是 SCH（原理图）设计、SCH（原理图） 仿真、PCB（印制电路板）设计、Auto Router（自动布线器）和 FPGA 设计 等，覆盖了以 PCB 为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理 图和 PCB 图的双向同步技术、多通道设计、拓朴

3、自动布线以及电路仿真等 技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。 本次设计点阵 16x16 使用Protel DXP 来绘制其原理图并转化为 PCB 图，重 点在原理图的设计与 PCB 图的设计，对 DXP 这个软件的各个功能进行演绎。 关键词：设计；点阵；原理图；Abstract 1概述 模拟电子技术基础是继电路分析基础课程后，电子类、电气类和自控类专业学生在电子技术方面入门性质的专业基础课，是电子技术基础的一个部分，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性，是高等教育工科电类各专业和部分非电类必修的技术基础课，而且随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及，它也不断成为几乎所有理工科专

4、科生的必修课程。其目的和任务是让学生获得模拟电路的基本知识，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容打下基础。在数字化和集成化的应用时代，虽然使用二极管，三极管，场效应管器件组成的电路系统的情况已很少了，但是这些器件仍然是构成各种集成电子器件的基本元件，因此模电书里介绍了这些器件的用途及基本分析与计算方法。 集成运算放大器是集成化应用时代常用的的模拟信号放大器件，模电书也介绍了集成运算放大器的信号运算与信号处理方法。通过对集成运算放大器的学习，我们能为构建各种小信号放大与处理电路打好基础。负反馈是改善和稳定放大器性能的常用方法，因此我们必须了解和掌握负反馈的原理以及应用，以帮助我们更好的分析集成

5、运算放大器的工作性能与参数。模电书里还讲到了直流稳压电源，将交流电通过整流滤波稳压过后得到所需要的直流电源是最常用的一种获得稳压直流电的方式。而模电书里面主要介绍了单相半波整流和桥式全波整流电路的基本原理及分析方法。因此学习直流稳压电源时，单相半波整流和桥式全波整流电路当是重点学习与掌握对象。 通过模拟电子技术基础课程的学习，使学生获得模拟电路的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，对半导体器件，集成模拟电路器件以及它们构成的常用模拟电子线路有较全面的了解和认识，为模拟电子技术在专业中的应用打好基础。 由于模拟电子技术基础的前续课程是电路，模电中应用了许多电路分析基础

6、课程中的基本概念与方法，例如迭加原理、戴维南定理、二端口网络、正弦交流电路的求解等，应注意部分没有开设电路分析基础课程的专业进行教学时对相关内容应予以适当的补充。模拟电子技术的后续课程是数字电子技术、EDA、微机原理及其应用、高频电路、传感技术原理、通信原理等专业课程设计，模电课程中的半导体基本知识、放大电路理论和各种集成电路知识将为这些后续课程的学习打下必要基础。2理论分析,电路设计与仿真2.1正弦波产生电路2.1.1产生振荡的条件（1）振荡平衡及起振条件要使振荡器输出信号X0维持稳定输出，必须使再次反馈回输入端信号Xf与原来输入端信号Xi相等，即 Xf=Xi 又 A=X0/Xi F=Xf/

7、X0 故有 Xf= AFXi 则振荡平衡条件为A*F=1幅度平衡条件a=f相位平衡条件 而起振条件则为AF12.1.2 RC文氏电桥振荡器的制作文氏电桥电路如下图：图 1 文氏电桥电路如图所示，根据设计的要求，电阻Ra和Rb均选择10千欧的电阻，R1为阻值为100千欧的可调电位器，R2为100千欧的电阻，电阻R3的阻值为100欧姆。D1，D2为1N4001(由于制作时没有买到1N4001,所以用1N4007代替)，集成运算放大器为MC4558。Ra,C1,Rb,C2组成RC串并联正反馈电路，R1，R2，D1，D2和运算放大器组成同相比例放大器，D1与D2起稳幅作用。2.1.3 RC文氏桥电路振

8、荡器仿真仿真图如下所示：图 2 RC文氏桥电路振荡器仿真图2.2方波发生器2.2.1 方波发生器电路设计 所设计的电路图如下：图 3 方波发生器电路如图所示即为方波发生器电路，根据所需要求可知，R5的阻值选择100千欧的电阻，R4与R6为10千欧的电阻，电容C3为1F电容，稳压管D3与D4的型号为1N753A，运算放大器选用LM324。R5，R6组成负反馈电路，运算放大器同相端的电压为：电阻R4，R5与电容C3组成运算放大器正反馈支路。当电容C的端电压Vc大于V+（V+=R5*Vo/(R5+Rf)）时，输出电压Vo=Vz稳压管限幅电压。2.2.2.方波信号发生器电路仿真仿真图如下所示：图4 方

9、波发生器电路仿真图2.3三角波发生电路2.3.1 三角波发生电路及工作原理（1）工作原理：当运算放大器开环电压增益足够大时，有iR=ic，其中又因虚短和虚断，有：Vo=-Vc=-Q/C =-1/CIcdt=-1/CIidt =-1/RCVidt（2）电路图：三角波发生器电路如下图所示：图 5 三角波发生电路根据电路设计所需要，图中Rc，R7，R8是阻值为10千欧的电阻，电阻R9的阻值为100千欧，电容C4的值为0.6993F，运算放大器型号为LM324。2.3.2 三角波发生电路仿真仿真结果如下图所示：图 6 三角波发生电路仿真图3 函数信号发生器总电路图以及仿真图3.1 函数信号发生器总电路

10、图根据以上正弦波，方波，三角波发生电路汇总，得到函数信号发生器总电路图如下：图 7 函数信号发生器电路图3.2 函数信号发生器电路仿真图对函数信号发生器电路进行仿真所得仿真图如下：图8 100Hz正弦波图 9 100Hz方波图 10 100Hz三角波4 电路制作与调试4.1 电路制作工具 电烙铁4把，锡焊丝2卷，镊子2把，万用表2只，直流稳压电源，示波器1台4.2 电路焊接过程 a按照所设计的函数信号发生器总电路画电路板 b按照所画电路进行电路元件的焊接 c对所焊接的电路元件进行单个用锡焊丝焊接 d对所焊接的电路进行检查 e对所焊接的电路通电检查，看是否满足设计需要4.3 电路实验结果类别输出

11、电压输出频率理论值实际值理论值实际值正弦波03V017V10Hz10KHz22.1Hz5kHz方波014V016V10Hz10KHz35Hz4.6kHz三角波05V05.2V10Hz10KHz62Hz3.3kHz5心得体会模拟电子技术基础是本学期刚刚开设的课程，它是本专业的重要课程之一，通过对模电的学习，初步了了解了二极管，三极管，集成运放电路，正负反馈电路等等的原理以及理论分析。但是实际与理论是有差距的，在进行本次课程设计任务的过程中，我深深的体会到了这一点。同时也感受到，学习一门课程，不是了解了就可以了，还要深入学习，特别想模电这类课程，还应该结合实际进行学习。通过为期一周的模电课程设计，

12、我对Multisim这个仿真软件有了更进一步的认识和了解。学会了Multisim这个仿真软件的初步应用，能够对电路图进行仿真演示。而且这次课程设计任务还需要动手对电路进行焊接，这考验了我们的动手操作能力，通过这次的电路焊接，让我体验的电路焊接的难度，虽然焊接的不够好，但是至少能够独立的对电路进行焊接，并且焊接成功。这是本次课程设计任务额外的收获。我们知道在研制，生产，调试和维修各类电子元件，部件以及整个设备时，都需要信号源的支持。由信号源产生不同频率不同波形的电压（电流）信号，加到被测仪器上，通过观察被测仪器的输出响应，来分析以便确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域基本，应用最广泛的一

13、类电子仪器。在整个设计过程中我懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不怎么好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。在没有做课程设计以前，觉得课程设计只是对知识的单纯总结，但是通过这次课程设计发现自己的看法有点太片面，课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高，通过这次课程设计使自己明白了原来的那点知识是非常欠缺的，要学习的东西还很多，学习应将课本知识与实践操作相结合，通过这次课程设计，明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。6参考文献1 吴友宇.模拟电子技术基础.北京：清华大学出版社，2009.2 童诗白.模拟电子技术基础（第三版）.北京：高等教育出版社，20013 康华光.模拟电子技术基础（第五版）.北京：高等教育出版社，20054 汪建民.PSpice电路设计与应用.北京：国防工业出版社，20075 臧春华.电子线路设计与应用.北京：高等教育出版社，2004