模拟电子技术实验：课程设计课题与实验室可提供的元器件

1、模拟电路课程设计模拟电路课程设计课程设计课题与实验室可提供的元器件课程设计课题与实验室可提供的元器件模拟电路实验室 编课题说明课题说明四个结合：四个结合： 模、数结合；软、硬结合； 理论与实际相结合；功能与工艺相结合课题自由选择：课题自由选择： 每一道题分基础部分和选做部分，分别采取不同的分值系数每一道题分基础部分和选做部分，分别采取不同的分值系数（0.80.81.21.2）。同学可以根据自己能力自由选择。成绩计分方）。同学可以根据自己能力自由选择。成绩计分方法为：法为： 最终成绩最终成绩 = = 原始得分（满分原始得分（满分100100） 分值系数分值系数 例如：采用例如：采用0.80.8系

2、数的题目，完成成绩为系数的题目，完成成绩为9090分，最终成绩为分，最终成绩为7272分。分。设计题一设计题一 自选电路自选电路功能完整、结构简单先进、成本较低、有个人特色功能完整、结构简单先进、成本较低、有个人特色1 1、自已选自己喜欢、实用的电路。所选电路可包、自已选自己喜欢、实用的电路。所选电路可包 括模拟或模拟和数电部分。括模拟或模拟和数电部分。2 2、所用元器件最好能在实验室可找。、所用元器件最好能在实验室可找。3 3、可以做成、可以做成PCBPCB板。板。此题分值系数为此题分值系数为1.2。本课题可由所有班级的同学选做。本课题可由所有班级的同学选做。设计题二（设计题二（1 1） 三

3、极管三极管值范围分选电路的设计值范围分选电路的设计设计任务和要求设计任务和要求设计制作一个三极管值范围分选电路的装置。要求：1、值的范围小于200及大于200200对应的分档编号分别是1 1、2 2； 待测三极管为空时显示0 0。2、用数码管显示值的档次档次；3、电路采用5V5V或或5V5V电源供电。4、设计本测试仪所需的直流稳压电源设计本测试仪所需的直流稳压电源。注：选做此题的分值系数为注：选做此题的分值系数为0.8。本课题供本课题供(3、4)班同学选做。班同学选做。注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安装自设计的

4、电源电路。装自设计的电源电路。设计题二（设计题二（2 2） 电容值范围分选电路的设计电容值范围分选电路的设计设计任务和要求设计任务和要求设计制作一个电容值范围分选电路的装置。要求：1、电容值在1UF1UF10UF10UF范围内时显示1 1，对该范围以外显示0 0。2、用数码管显示电容值的档次档次；3、电路采用5V5V或或5V5V电源供电。4、设计本测试仪所需的直流稳压电源设计本测试仪所需的直流稳压电源。注：选做此题的分值系数为。注：选做此题的分值系数为。注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安装自设计的电源电路。装自设

5、计的电源电路。本课题供本课题供(?)班班同学选做。同学选做。设计题三设计题三(1)(1)：增益可自动变换的放大器：增益可自动变换的放大器1 1、设计任务、设计任务: : 设计制作一个增益可自动变换的交流放大器。2 2、设计要求、设计要求 （1 1）基本功能）基本功能 放大器增益可在1倍、2倍、3倍、4倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz。 电源采用+5V单电源供电。 （2 2）发挥部分）发挥部分 a、可以随机对当前增益进行保持，保持时间为4S，保持完后 继续巡回状态 b、对指定的任意一种增益进行选择和保持（保持时间为4S ）， 保持完后返回巡回状态。并通过数码管显示当前放大电路的放 大倍数，用0

6、、1、2、3分别表示1、2、3、4倍即可。 本课题只供（本课题只供（2）班同学选做。班同学选做。 用给定的集成运算放大器、集成模拟开关等器件设计一个增益自动切用给定的集成运算放大器、集成模拟开关等器件设计一个增益自动切换的电压放大电路，输入测试信号是频率换的电压放大电路，输入测试信号是频率f1000Hz，Vi2V的的正弦交流正弦交流信号信号。具体要求如下：。具体要求如下： （1）当）当0VVi 1V时，放大电路的增益为时，放大电路的增益为3倍；倍； （2）当）当1VVi 2.0V时，放大电路的增益为时，放大电路的增益为2倍；倍； （3）当）当Vi 2.0V时，放大电路的增益为时，放大电路的增益

7、为0.5倍；倍； （4）设计本测试仪所需的直流稳压电源）设计本测试仪所需的直流稳压电源。设计题三（设计题三（2 2）：增益自动变换放大电路设计）：增益自动变换放大电路设计参考课本参考课本P454-P457。本课题只由本课题只由（1）班同学）班同学选做。选做。注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安装自设计的电源电路。装自设计的电源电路。设计题四设计题四 半导体三极管半导体三极管值测量仪值测量仪设计任务和要求设计任务和要求 设计一个可测量NPN型硅三极管的值大小的显示测量电路（200）,要求： 1、三极管值大小的个位、十

8、位分别用数码管显示，百位用发光二极管表示，显示范围为0-199。 2、响应时间不超过2秒,显示器显示读数清晰，注意避免出现“叠加现象”。 3、电源采用5V或5V供电。 注：选做此题的分值系数为注：选做此题的分值系数为1.21.2。本课题只供有兴本课题只供有兴趣的同学选做。趣的同学选做。设计思路设计思路 1、被测三极管通过-V-V转换电路转换电路把三极管的值转换成对应的电压（参见题2原理），然后再通过压控振荡器压控振荡器把电压转换成频率，若计数计数时间及电路参数选择合适，在计数时间内通过的脉冲脉冲个数个数即为被测三极管的值。 2、由于值范围为0-199，因此百位数只有0和1两种情况，因此百位显示

9、可以考虑不用译码管直接输出显示（0时无显示，1时显示1），总共只用两个译码管即可。方框图方框图被测三极管-V转换电路压控振荡器计数时间产生电路计 数 器译码电路&显 示设计题五设计题五 电容值测量仪的设计电容值测量仪的设计设计任务和要求设计任务和要求 设计一个可测量电容值的电路。要求：设计一个可测量电容值的电路。要求： 1 1、电容测量范围自定。（至少能测量三个电容值）、电容测量范围自定。（至少能测量三个电容值） 2 2、能实现电容的测试与显示。、能实现电容的测试与显示。 3 3、电源采用、电源采用5V5V或或5V5V供电。供电。 注：选做此题的分值系数为注：选做此题的分值系数为1.2

10、1.2。预设计和报告的编写由个人单独完成，每人预设计和报告的编写由个人单独完成，每人一份，不能雷同！一份，不能雷同！在安装调试电路时可两人共同完成，但每人要安装在安装调试电路时可两人共同完成，但每人要安装50%左右独立的电路，两人调试完毕再合并统调。左右独立的电路，两人调试完毕再合并统调。本课题只供有兴本课题只供有兴趣的同学选做。趣的同学选做。 电容测量的基本原理，就是先将电容量通过电路转换成电压、时间等电容测量的基本原理，就是先将电容量通过电路转换成电压、时间等参量，然后再将这些量以适当的方式显示出来。参量，然后再将这些量以适当的方式显示出来。设计方法一设计方法一: :参考课本参考课本P39

11、9P399习题习题7.267.26和和P588-P592P588-P592。设计方法二设计方法二: :采用脉宽调制法。采用脉宽调制法。参考课本参考课本P351-P355P351-P355。 该方法的基本原理是将电容量转换成时间间隔，然后通过数字方式显示出时该方法的基本原理是将电容量转换成时间间隔，然后通过数字方式显示出时间间隔（电容量）。其由一个多谐振荡器（间间隔（电容量）。其由一个多谐振荡器（P353P353图图6.5.66.5.6）和一个单稳态）和一个单稳态(P351(P351图图6.5.4)6.5.4)组成。当组成。当R R不变时不变时, ,改变电容改变电容C C则输出脉宽则输出脉宽T

12、TW W也随之改变也随之改变, ,由由T TW W的脉宽就可求的脉宽就可求出电容的大小。出电容的大小。T TW W=RCln3=1.1RC ; f=1/T=1.43/(R=RCln3=1.1RC ; f=1/T=1.43/(R1 1+2R+2R2 2)C)C1 1 ; ; q=T q=TW W/T=1.57RC/ (R/T=1.57RC/ (R1 1+2R+2R2 2)C)C1 1 设计提示设计提示元件选择时，应注意：元件选择时，应注意：1 1、f f不要太高，不要太高，d d应在应在50%50%左右。左右。 f f常选常选200Hz200Hz，一般频率越高，可测电容越小，但，一般频率越高，可

13、测电容越小，但也造成测量误差越大。也造成测量误差越大。2 2、RCRC不宜太小，因单稳态的充电回路是电源不宜太小，因单稳态的充电回路是电源R R对对C C充电，但不是恒流充电，线性较充电，但不是恒流充电，线性较差，故差，故RCRC要尽量大，兼故到电阻的取值，取要尽量大，兼故到电阻的取值，取1ms-2ms1ms-2ms为宜。为宜。3 3、为了保证一定的测量范围，建议小范围改变（通常为、为了保证一定的测量范围，建议小范围改变（通常为1010倍）倍）R R值，大范围改变值，大范围改变C C值值4 4、电阻建议在、电阻建议在1K-1K-几百几百K K内选择，多谐振荡器输出接一个微分电路，控制单稳输入的

14、内选择，多谐振荡器输出接一个微分电路，控制单稳输入的负脉宽度。电容可选负脉宽度。电容可选100PF100PF左右，最后由实验确定。电容量的数字显示原理框图如下：左右，最后由实验确定。电容量的数字显示原理框图如下：与与门门标准脉冲源标准脉冲源计计 数数 器器译码与驱动电路译码与驱动电路显示电路显示电路门控门控控制计数脉控制计数脉冲的个数冲的个数设计时应考虑标准计数脉冲的振荡频率，使之与电容设计时应考虑标准计数脉冲的振荡频率，使之与电容C大小成大小成10n倍关系。倍关系。与与门门标准脉冲源标准脉冲源计计 数数 器器译码与驱动电路译码与驱动电路显示电路显示电路门控门控控制计数脉控制计数脉冲的个数冲的

15、个数清零清零取样时间取样时间t1t2t1t2清零清零 计数计数 保持保持单脉冲单脉冲触发器触发器1 1K1 1J设计题六设计题六 频率频率/ /电压变换器的设计电压变换器的设计设计任务和要求设计任务和要求 设计一个频率设计一个频率/ /电压变换器。要求：电压变换器。要求： 1 1、当、当正弦波信号正弦波信号的频率的频率fi在在200HZ2KHZ范围内变化时，对应范围内变化时，对应 的直流电压的直流电压VO在在1V5V范围内线性变化范围内线性变化。 2 2、正弦波信号由函数信号发生器提供。、正弦波信号由函数信号发生器提供。 3 3、电源采用、电源采用12V12V供电。供电。 注：选做此题的分值系

16、数为注：选做此题的分值系数为1 1。本课题只由电本课题只由电信信(3)(4)班同学选做。班同学选做。 通过本课题的设计，要求熟悉集成频率通过本课题的设计，要求熟悉集成频率/ /电压变换器电压变换器LM331LM331的主要性能和典型的主要性能和典型应用，掌握运算放大器基本电路的原理，并掌握它们的设计、测量和调试方法。应用，掌握运算放大器基本电路的原理，并掌握它们的设计、测量和调试方法。 本课题可供选择的方案有两种：本课题可供选择的方案有两种：1 1、用通用型运算放大器构成微分器，其输出、用通用型运算放大器构成微分器，其输出与输入的的正弦信号频率成正比。与输入的的正弦信号频率成正比。2 2、直接

17、应用频率、直接应用频率/ /电压变换器电压变换器LM331LM331，其输出与，其输出与输入的的脉冲信号重复频率成正比。输入的的脉冲信号重复频率成正比。图中VO=2.09RLRtCtfi/Rs RX=(VCC-2V)/0.2mA可见，当RLRtCtRs 一定时，VO正比于fi，对于某一对于某一fi，要使，要使VO为其对应值，可调节为其对应值，可调节RS的大小，由于恒流源电流的大小，由于恒流源电流I允许在允许在10UA500UA范围内调节，故范围内调节，故RS可在可在190K3.8k内调节。一般内调节。一般RS在在10K左右取用。左右取用。脉冲波脉冲波VPP2V设计提示设计提示参考课本参考课本P

18、345-P347。12V100K1.9V1Kfi i（HzHz）200200650650110011001550155020002000Vo(v)Vo(v)0.20.20.650.651.11.11.551.552 2VO和和fi的关系的关系系统框图：（供参考）系统框图：（供参考）函数波形发生器函数波形发生器正弦波正弦波fi=200Hz2KHz比较器比较器方波方波VO1F/V变换变换反相器反相器反相反相加法器加法器直流直流VO20.2V2V-0.2V-2VVO3参考电压参考电压VRVO1V5V设计题七设计题七 音频功率放大器的设计音频功率放大器的设计设计任务和要求设计任务和要求 设计一个音频功

19、率放大器。要求：设计一个音频功率放大器。要求： 1 1、最大不失真输出功率：、最大不失真输出功率：PomPom2W2W。 2 2、负载阻抗：、负载阻抗：RL=8RL=8 3 3、频率响应、频率响应( (无高低音提升和衰减时无高低音提升和衰减时) )；50H50HZ Z20KH20KHZ Z（3dB3dB）。）。 4 4、音调调节范围：低音（、音调调节范围：低音（5050H HZ Z）为）为12dB12dB，高音（高音（20K20KH HZ Z）为）为12dB12dB， 5 5、全谐波非线性失真：、全谐波非线性失真：D D 10%10% 6 6、输入阻抗；、输入阻抗；10K10K。 7 7、输入

20、电压；、输入电压；50mV50mV 8 8、噪声电压：、噪声电压：VnVn 50mV 50mV 注：选做此题的分值系数为注：选做此题的分值系数为1.21.2。本课题只供有兴本课题只供有兴趣的同学选做。趣的同学选做。给定条件：给定条件：1 1、集成功率放大器采用、集成功率放大器采用TDA2030TDA2030；2 2、集成前置放大电路采用、集成前置放大电路采用LM324LM324；3 3、高低音调调节电位器选用、高低音调调节电位器选用100K100K；4 4、音量调节电位器选用、音量调节电位器选用10K10K。安装调试注意事项：安装调试注意事项：1 1、音频功率放大器功率较大，不适宜在面包板上工

21、作，可选择在通用、音频功率放大器功率较大，不适宜在面包板上工作，可选择在通用板上进行焊接。板上进行焊接。（先画出（先画出PBCPBC板焊接图）板焊接图）2 2、在进行元件布局和走线时，应使连线尽可能短而直，否则不仅产生、在进行元件布局和走线时，应使连线尽可能短而直，否则不仅产生自激，且难以清除。自激，且难以清除。设计题八设计题八 集成运算放大器简易测试仪的设计集成运算放大器简易测试仪的设计设计任务和要求设计任务和要求 1、设计一台能够用来判断运算放大器好坏的简易测试仪。设计一台能够用来判断运算放大器好坏的简易测试仪。 2 2、设计本测试仪所需的直流稳压电源。、设计本测试仪所需的直流稳压电源。注

22、：选做此题的分值系数为注：选做此题的分值系数为1 1。（以集成。（以集成LM741LM741为例）为例）注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不用安装自设计的电源电路。装自设计的电源电路。本课题供本课题供(5)(6)班班同学选做。同学选做。 原理框图如下：原理框图如下： 正弦波产生电路正弦波产生电路被测运算放大器被测运算放大器毫伏表电路毫伏表电路直流稳压电源直流稳压电源1、正弦波产生电路可采用文氏正弦波振荡电路或、正弦波产生电路可采用文氏正弦波振荡电路或RC移相式正弦信号产移相式正弦信号产生电路。生电路。2、毫伏表电路可用

23、集成运放、整流电桥和电流表组成，使流过电流表、毫伏表电路可用集成运放、整流电桥和电流表组成，使流过电流表的电流值正比于输入电压值，其原理电路如下图所示：的电流值正比于输入电压值，其原理电路如下图所示：设计提示设计提示VIRORPORFO1、由于运放开环增益、输入电阻很高，则其同相端和反相端电压近似、由于运放开环增益、输入电阻很高，则其同相端和反相端电压近似相等。相等。2、流过、流过RFO的电流等于流过的电流等于流过RO的电流，则的电流，则ifo=ui/RO,可见流过表头的电可见流过表头的电流与流与VI成正比。成正比。参考课本参考课本P454-P457。VIRORPORFORVO原理电路图原理电

24、路图交流表电路交流表电路设计任务设计任务: 设计制作一个简易的高低电平报警器。要求设计制作一个简易的高低电平报警器。要求 ： 1、输入电压、输入电压VI2/3VCC或或VI1/3VCC 时电路报警；时电路报警； 2、VI为为010V步进电源，步进为步进电源，步进为1V，自设计，并仿真自设计，并仿真; 3、VCC=12V; 选做此题分值系数为选做此题分值系数为1。 设计题九：高低电平报警器的设计设计题九：高低电平报警器的设计注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不注意：电路调试时，电源用实验室用的直流稳压电源代替，不 用安装自设计的电源电路。用安装自设计的电源电路。本课题只由电本课

25、题只由电信（信（3）（）（4）班同学选做。班同学选做。系统框图：系统框图：010V步进电源步进电源VI010V窗口比较器窗口比较器报警电路报警电路步进电源系统框图：参考课本步进电源系统框图：参考课本P514、 P554-P556。 由于要求输出由于要求输出010V步进电源，可选用三端可调输出集成稳压器步进电源，可选用三端可调输出集成稳压器LM317，但，但 LM317输出电压范围为输出电压范围为1.2v37v，为了满足输出，为了满足输出010V，可再选用一片，可再选用一片LM337（输出电压范围（输出电压范围为为-1.2v-37v）使之输出）使之输出-1.2V，与，与LM317的的+1.2相加相加。从而使输出达到。从而