收音机课程设计电子技术课程设计

电子技术课程设计一、 课程设计的性质、目的和任务本课程是电力类、自动化类和计算机类等专业的一门技术基础课，是《电工电子学》课程非常必要的实践训练环节。它的任务是使学生学完了《电工电子学》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统的进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。为后续课程的学习、各类电子设计竞赛、毕业设计、乃至毕业后的工作打下良好基础。二、 课程设计的基本方案、要求本课程为实际设计和虚拟设计两个环节。实际设计应使学生学会电子系统设计的基本设计方法，包括：方案选择、框图的绘制、单元电路的设计、参数的计算和元器件的选择。学会电路图的绘制，电子电路的组装与电路的调试。学会检查电路的故障与排除故障的一般方法。虚拟设计环节应使学生学会使用一种电路分析软件(EWB或PSPICES)在计算机上进行电路设计与分析的方法。要求学生所选课题应先在计算机上通过虚拟设计，确定设计方案与电路参数，并达到设计要求后，再到实验室进行实际实验。做到电路设计“虚实结合”三、音频放大电路的设计及仿真设计指标要求1、 电压放大倍数：Au=1092、 最大输出电压：Uo=1.18V3、 频率响应：30Hz—30kHz4、 输入电阻：r〉15kQ15、 失真度：Y<10%6、 负载电阻：RL=2kQ7、 电源电压：EC=12〜36V设计步骤和方法1、选择电路方案收音机放大电路的框图如下图所示，根据设计指标选择多级放大电路，前置级为电压放大，输出级为功率放大，主要对前置级电压放大电路进行设计。图1收音机放大电路的框图电路方案的确定包括以下几个方面内容：根据总的电压放大倍数，确定放大电路的级数。根据输入、输出阻抗及频率响应等方面的要求，确定电路晶体管的组态及静态偏置电路。根据三种耦合方式的不同特点，选用适当的耦合方式。2、选择电路根据上述要求选择的电路如图所示。RiRi图2音频放大电路原理图3、计算元器件参数3.1确定电源电压EC：为保证输出电压幅度能达到指标要求，电源电压EC应满足如下要求:图3-1图3-1电压、电流输出特性曲线Ec>2V"Ve+Vces V0式中：vom为最大输出幅度 o°Ve为晶体管发射级电压，一般取Ve=1〜3V。VCES为晶体管饱和压降，一般取VcEsTV。指标要求的最大输出电压Vo=1.2V，给定电源电压Ec=12V，可以满足要求。（2）确定T2的集电极电阻°R8和静态工作电流ICQ2。因为这级的输出电压比较大，为使负载得到最大幅度的电压，静态工作点应设在交流负载线的中点。如图一所示。 一"由图可知，Q点在交流负载线的中点，因此的T2静态工作点满足下列条件。第2页 X1图二

Ec-Ec-VCEQ2二、2R8+匕2由图三：V=IR8•RLCEQ2CQ2R+R由图二（1-1）因在晶体管的饱和区和截止区，信号失真很大，为了使电路不产生饱和失真和截止失真，vceQ2应满足:VCEQ2>Vo"VCES （1-2）由（1-1）式消去IcQ2并将（1-2）式代入可得：Rv(EC-VE2-2)R取VE=3V；则：VCES=1V8 2+取VE=3V；则：VCES=1V24-3 一一一R8v( ^~1-2)x2k=6.580取R8=62kQ I =_^c——^es—= =2.72mA由(1-1)式消CQ2 r8+r8〃rl (6.2+6.2〃2)k 去vceq2可得:（3） 确定T2发射级电阻R9：V 3V _R9=,2=272A=l.lkQCQ2取R9=1.1kQ（4） 确定晶体管T2：选取晶体管时主要依据晶体管的三个极限参数：BVceo>晶体管c-e间最大电压VCEmax（管子截止时c-e间电压）Icm>晶体管工作时的最大电流ICma：（（管子饱和时c-e回路电流）PCM>晶体管工作时的最大功耗P：Cmax由图一可知：Ic2最大值为1C2max=2IcQ2VCE的最大值VCE2max=Ec根据甲类电路的特点，T2的最大功耗为：PCmax=VcEQ2TCQ2因此T2的参数应满足：BV>E-24V I>21一54mAP>V•I一75mWVCEO>C-V CM/>£LcC2—°*m CM>VCEC2CC2—‘2mwCEOC CM】CQ2 CM】CEQ2CQ2选用3DG100B，其参数为：BVceo>20V；ICM>20mA；PCM>400mW；满足要求。实测0—100。（5） 确定T2的基极电阻R6和R7在工作点稳定的电路中，基极电压vb越稳定，则电路的稳定性越好。因此，在设计电路时应尽量使流过r6和r7的ir大些，以满足ir>>iB的条件，保证vb不受ib变化的影响。但是ir并不是越大越好，因为ir大，则r6和r7的值必然要小，这时将产生两个问题：第一增加电源的消耗；第二使第二级的输入电阻降低，而第二级的输入电阻是第一级的负载，所以Ir太大时，将使第一级的放大倍数降低。为了使VB稳定同时第二级的输入电阻又不致太小，一般计算时，按下式选取ir的值：Ir-（5〜10）Ibq 硅管Ir-（10~15）Ibq 锗管

在上式中IR的选取原则对硅管和锗管是不同的，这是因为锗管的ICBO随温度变化大，将会影响基极电位的稳定，因此IR取值一般比较大。对硅管来说ICBO很小，因此IR的值可取得小些。本电路T2选用的是硅管，故取Ir=5Ibq则：由图4知：R=^^=匕2+匕m=3+0.6=26.47kQ7II51R R BQE 一R6=-c-R7=150kQR取：R7=24kQ；R6=150kQ。（6）确定T1的静态工作点ICQ1；VCEQ因为第一级是放大器的输入级，其输入信号比较小，放大后的输出电压也不大。所以对于第一级，失真度和输出幅度的要求比较容易实现。主要应考虑如何减小噪声，因输入级的噪声将随信号一起被逐级放大，对整机的噪声指标影响极大。晶体管的噪声大小与工作点的选取有很大的关系，减小静态电流对降低噪声是有利的，但对提高放大倍数不利。所以静态电流不能太小。在工程计算中，一般对小信号电路的输入级都不详细计算，而是凭经验直接选取： ICQ1=0.1〜1mA 锗管ICQ1=0.1~2mA 硅管VCEQ=（2〜3）V（7）确定T1管的集电极电阻R3,由图五知： ER=—c3（7）确定T1管的集电极电阻R3,由图五知： ER=—c3发射级电阻r4、r5：-（匕1+匕EQ1）ICQ1取：Ve1=3v；Vceq1=3V；ICQ1=0.5mA则： R=(24-3-3)V3 0.5mA=36kQ取：R3=36kQV 3V 一―R+R=—e^= =6kQ45I0.5mACQ1取：R4=1kQ；R5=5.1kQ(8)选择T1管选取原则与T2相同：BVCE0>Ec=24V；用S9011，实测8[=100。(9)T1管基极电阻的选取取:IR=10IBQ，R=VE1+VBE1=Ve1=3V 2 10y取R2=68kQ由图六知；ICM>5mA； PCM>7.5mW，根据现有条件选3+0.6=72kQ10x_°5100R=E-R=402kQ1I2

R取(10)耦合电容和旁路电容的选取各级耦合电容及旁路电容应根据放大器的下限频率f1决定。这些电容的容量越大，则放大器的低频响应越好。但容量越大电容漏电越大，这将造成电路工作不稳定。因此要适当的选择电容的容量，以保证收到满意的效果。在设计时一般按下式计算：Ri=390kQR=E-R=402kQ1I2

R取(10)耦合电容和旁路电容的选取各级耦合电容及旁路电容应根据放大器的下限频率f1决定。这些电容的容量越大，则放大器的低频响应越好。但容量越大电容漏电越大，这将造成电路工作不稳定。因此要适当的选择电容的容量，以保证收到满意的效果。在设计时一般按下式计算：Ri=390kQ；R2=68kQ其中：RS是信号源内阻，、是第一级输入电阻。C2>12兀f(r+r)l01i2其中：r01是第一级输出电阻，ri2是第二级输入电阻。C3>1Wl((o2+RL)其中：ro2是第二级输出电阻。C1>P 1 2写(r +PR)lbe1 14p—2.其中：由于这些公式计算繁琐，Rb=R6//R7//R3>河l(Mie2)所以在工程计算中，常凭经验选取:发射极旁路电容：150〜200|JF现在用第二种方法确定c「c2、c3、ce1和ce2取：c1=c2=c3=10pF eeCe1=Ce2=10叩F电容器的耐压值只要大于可能出现在电容两端的最大电压即可。(11)反馈网络的计算根据深反馈的计算方法，由图七知:A=122图七vf=122图七取： Rf=6.8kQ,Cf=10|JF根据上述结果，可得电路图(图八)4、理论计算(14、理论计算(1)根据电路图中的实际参数值，画出直流通路，求静态工作点。R5+R6R5+R6Uce1=Ucc-(R3+R4+R5)Ic1=3.37V;Ib1=11=0.0049mA;P…一 R7第二级：Ub2=R6+R7〃 24 〜 Ub2-UbeUcc=24+15024=3.31V;Ic2=Ie2=R9 =2.46mA;Ib2=史Ib2=史=0.025mA;PUce2=Ucc-(R8+R9)Ic2=6.04V(2)画出微变等效电路，电压放大倍数Re=R4//Rf+(R8//RL)=0.99Au1=-g ——=-1.1Rbel+(1+g)Re八26Rbe2=200+(1+g =1.27kQ；RL2=R8//(R4+Rf)//RL=1.49kQ;Ie2Au2=-gR'L2--117.3RbeAu=Au1*Au2=129.03(3)计算各级的输入电阻和输出电阻。第一级：ri1=R1//R2//【Rbe1+(1+g)(R4//Rf+(RL+R8)】=37.36kQ；ro1=R3//R6//R7=13.14kQ第二级：ri2=R3//R6//R7//Rbe2=1.12kQ; ro2=R8//(R4+Rf)=5.90kQ判别负反馈。 串联电压负反馈(三)利用EWB电路仿真软件对设计的电路进行仿真

M2M31000Ohm1用EWB画的原理图AM2M31000Ohm1用EWB画的原理图AAtssl2获得频率特性图0.0000-5.1681sFlV-479.1917FllJ扣E.姻VBZVEM15.3826 mV1.4407LJiD.aJrisflL土EdgeE3立Xposrtian□.11 三LevelTime：base TriggerChannelAChannelB3输出波形图4静态工作点直流电源*-24WRL24kQ t交流电源湛lOmV'lOOOH]R8「6.2xQ双踪示波器，1Q1.1K眼 ,扫娜＞1十Rf#120kQ *3900Ck 一IO," 1睑68K。-C32-36W『C*IQ甘 *R#我10//& +5.1Ol#响100^ +电压表电流表Q6^ !*5元器件的明细表四、收音机安装、调试过程及体会1、 收音机的安装2010年11月7日，我们在学院电工实验室进行了收音机安装实验，首先在老师的讲解下，我们了解了收音机的工作原理，然后老师开始领着我们认识了收音机的各个元器件，有电阻、电容、三极管以及各个配件等。收音机的安装我总结为七步：第一步、电路板的焊接第二步、焊接电阻第三步、焊接中周、变压器第四步、焊接电容、发光二极管及三极管第五步、焊接双联拨盘、喇叭、耳机接孔、电位器拨盘第六步、焊接磁棒线圈第七步、电路板的测试2、 收音机的调试过程在检查好电源及开关的情况下，收音机的故障主要表现为喇叭不响、喇叭发出沙沙声而收不到电台或喇叭发出啸叫等情况。电路板的故障主要表现在虚假错焊或电路元件失效的问题，可按以下步骤检查：1电阻虚焊问题2电感线圈问题3三极管问题3、 收音机元器件的明细表（见附录）4、 收音机安装、调试过程的体会通过一个收音机的安装，使我对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程、收音机的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义；也对自己的动手能力是个很大的锻炼。。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如做收音机组装与调试时，好几个焊盘的间距特别小，稍不留神，就焊在一起了，但是我还是完成了任务。。我觉得自己在以下几个方面与有收获:1、对电子工艺的理论有了初步的系统了解。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着很重要的现实意义。2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，增进专业知识的强化。五、结束语总的来说，我对这门课是热情高涨的。第一，我从小就对这种小制作很感兴趣，那时不懂焊接，却喜欢把东西给拆来装去，但这样一来，这东西就给废了。现在电工电子实习课正是学习如何把东西“装回去”。每次完成一个步骤，我都很有“成就感”。第二，电工电子实习，是以学生自己动手，掌握一定操作技能并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将基本技能训练，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践能力和创新精神，。作为信息时代的大学生，作为国家重点培育的高技能人才，仅会操作鼠标是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。附录：附录1收音机元器件的明细表序号代号与名称现格跋量序号代号与名称规格_1RL91KO值g)127T1天线线圈12R22,心i23T2本振统圈13R3150KO(120K^)129T3中周（白）14电R430睥130T4申周（绿）15阻R591K痘.1.31TS输入变压器（绿）16R6100KO32T6输由变压嚣（黄）1R762OK01R2510KQ133带开关电位嚣4-TKO134耳机插座（GK）N■5—kin19C1双联电容135磁棒55*13*5110C2瓷介233(0-022H)136遴棒架111C3瓷介103(0.01137频率盘^37112C4电解4.7B“LOW138拎带黑色（环）113电容C5警介103(0.01U)139透镜（刻度盘）114C6瓷介333(0.033140电也器盘£20115C7打Liooh141导线6根16C8电解土7厂10口142正•负粮片各217C9瓷介223(0.022H)143负极片弹簧218C10姿介223(0.022RD144Ml.6+4119C11潦坨103(o.om)145蝶固定双联12.5*42464T固定颉率盘12.5*5120VI9018（P值最小）147固定线路板12+5121三极管V29018值比VI大）148印刷线路板122V3如18(F值比V2±)149金属网黄123¥43DG201(0值比V3大)1SO124V5313(同1%的F值差20%；151125V69013(B如超正负2衅）152扬声器（Y）8fl n126二极管V7I岫481

附录2（一）色环电阻及其计算―颜色P有效数字『乘数4允许偏差工作电压银色口g士13口金色口1