模电课程设计之变调门铃.doc

模拟电路课程设计报告设计课题题目：变调门铃 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气1101 指导教师： 杨建宁 姓 名： 陈晓 学 号： 3110501009 小组成员： 顾蕾磊3110504001 杜鑫鑫3110503037 刘元莹3110501011 钱一3110501014 设计时间： 2014.1.6-2014.1.10 目录一实验目的 二设计任务和要求三电路设计框架图四电路设计与电路图4.1 整体方案设计与电路图4.2单元电路设计方案一：1.555芯片构成的延时与控制电路：2.电压跟随器隔离电路：3.文氏桥RC正弦波震荡电路:4.频率切换电路： 方案二： 1单稳态触发延时与控制电路 2多谐振荡产生800HZ和1000HZ的矩形波 3.二阶滤波电路，产生正弦波 4.放大正弦信号驱动扬声器五电路的测试结果六电路仿真七整体设计方案优缺点及其比较八收获体会和改进意见九. 参考文献实验名称：变调门铃一实验目的： 1)学习并初步掌握变调门铃的设计和调试方法;2)学习电路布线; 3)掌握变调门铃的各项主要性能及指标调试方法; 4)学习掌握multisim仿真软件的使用 ;5)学习将所学数字电路和模拟电路的基本知识应用于设计当中。二设计任务和要求 题目要求：设计一个变调门铃电路，要求在按下电源开关后，门铃先发出频率为fl的音频声，过时间T s后，门铃声的频率自动变化为f2的音频声。具体技术要求如下：时间了约为2s；门铃输出信号为正弦波，频率f1约为800Hz；f2约为1000Hz；门铃输出信号功率Po0.5W(在8扬声器上)。三电路设计框架图：延时与控制电压跟随器隔离正弦波产生及频率切换扬声器发出声响四电路设计与电路图 4.1 整体方案设计与电路图方案一： 1.电路整体组成: (1).通过555芯片连接成单稳态触发器，产生2s的高电平控制800HZ正弦波信号产生的时间，作为延时和控制电路； (2).电压跟随器隔离； (3).文氏桥RC正弦波振荡电路，产生800HZ和1000HZ的信号； (4).继电器切换频率、控制振荡电路停振； 2.整体电路图： 3.原理： 1、主要构成为555芯片，利用555芯片与外借电容的充放电特性，构成单稳态触发器产生T=1.1RC=2s的高电平（10V），其后连接电压跟随器进行隔离，进而发挥出延时和控制的作用； 22s的10V高电平期间，使得与振荡电阻并联的常闭继电器打开，进而改变文氏桥电路的振荡频率（先输出800HZ）；此时，高电平对电容C4充电，继电器K3打开，反馈电路满足振荡条件，扬声器发出声响； 3. 2s之后，单稳态触发器输出低电平， 继电器不动作，即闭合，将部分振荡电阻短路，此时振荡频率增大为1kHZ；在此期间，电容C4放电，直至低电平使得K3闭合，进而振荡停止，扬声器停止发声。 4.参数计算及选取： （1）.单稳态触发器输出高电平时间： 设计要求，这里选取，则； （2）.RC正弦波振荡电路： 基本放大电路振荡条件：，即 本例为产生12V的正弦波，所选参数如下： ， ， 选频网络的频率计算： 设计要求： ， .为了方便频率切换，两种频率下的电容均； 经过计算初步确定（仿真之后做些许微调），在 频率下，（）；在频率下，（）。(3) 其余元件参数如下： 直流电源：10V 电容： ， ， ， 电阻： ， ， ， ， ， ， 4.2各部分功能电路图 1.单稳态触发器及电压跟随器： 2、正弦波发生电路：输出正弦波： 3.继电器切换频率： 方案二： 1、电路整体组成 （1）.通过555芯片连接成单稳态触发器，产生2s的高电平控制800HZ 信号产生的时间，作为延时和控制电路； （2）555芯片构成多谐振荡电路，产生800HZ和1000HZ的矩形波； （3）二极管的单向导电性进行频率切换，并通过电容充放电控制振荡复位端。 整体电路图： 2、元件参数计算及选取 （1）.单稳态触发器输出高电平时间： 设计要求，这里选取，则； （2）. 多谐振荡电路周期： , 其中， ， ，在频率下， ,在频率下，。 3.各部分电路图 （1）.单稳态触发器及电压跟随器：（2） 多谐振荡电路：输出波形： （3） 二阶电容滤波电路： 下图中，红、蓝、绿色的波形分别是经过一、二、三次二阶滤波之后所得结果，可以看出，三次滤波之后已得到较好的正弦波。：5、 电路的测试结果方案一：按下开关，先输出800HZ的正弦波，2s之后，输出1000HZ的正弦波，一段时间后，自动停振（响）： （为了演示方便，部分参数已经改动）： 800HZ： 1000HZ： 方案二： 前半部分为800HZ，后半部分为1000HZ。由以上两幅图可以看出，方案二的波形不太理想（扬声器音质较低）。7 整体设计方案的优点和缺点及其比较 门铃是人们日常生活中必不可少的家用小电器，门铃电路多种多样。设计一个声音悦耳的门铃电路，既能检验你的电子技术设计能力，又是一个有实用意义的有趣的工作过程。方案一：相对方案二来说，成本较低，易于实现，切合实际;但是，滤波部分较为繁琐，输出波形不标准，存在一定的误差，会是音质下降；方案二：输出波形较为精准，门铃音质较好，且电路实现较为简单;但是，运用了价格较高的继电器，成本较高。8 收获体会和改进意见 通过此次的课程设计，让我们将书本上的模电知识运用到实际中，从一开始的无从下手，到一步步的查询各种资料设计原理图，再到原理图设计完成进行各参数的调整，让我们更深层次的了解模电在现实生活中的广泛运用。同时，我们收获了很多知识和经验，也让我们知道了：无论做任何事情都要具有良好的专业素质，以后遇事不要浮躁，做事要严肃认真细心，作为电气学生，我们要养成仔细严谨的工作与科学作风，容不得半点马虎。在做电路仿真时，我画好了电路原理图，修改好参数后，创建网络列表时系统总是报错,无论我怎样修改都不行，后来请教同学，他们也遇到了同样的困惑。任何事情都不可能是一帆风顺的，开始是创建网络表时出现问题，后来是没有差错但出来的仿真波形不是预计中的，这确实很难修改。输出时仿真波形总是一条直线，我弄了一晚上也找不出原因，整个人也显得焦躁不已。在每次的课程设计中,遇到问题，最好的办法就是问别人，因为每个人掌握情况不一样，不可能做到处处都懂，发挥群众的力量，复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会，在很多时候，我遇到的困难或许别人之前就已遇到，向他们请教远比自己在那冥思苦想来得快。尽管现在只是初步学会了变调门铃设计，离真正掌握还有一定距离，但学习的这段日子确实令我收益匪浅，不仅因为它发生在特别的时间，更重要的是我又多掌握了一门新的技术，收获总是令人快乐。作为一名电气专业的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的两年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去面对现实中的各种设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。再把查阅到的有用的资料运用到我们自己的设计中去，经过一遍又一遍的修改调试，最后终于设计出正确的电路，但是尽管是仿真，但是我们的设计依然不够