模拟电子线路课程设计报告格式

《模拟电子线路》课程设计报告专业：电子信息工程班级：12电信本1姓名：郭涛指导教师：熊琼、费波涛2013年7月2日目录TOC\o"1-3"\h\u194641.课程设计目的376172.课程设计题目描述和要求 3195453.课程设计报告内容 338333.1音乐产生原理 3283703.2设计原理 4243983.2.1振荡电路原理 420983.3设计思路（方案） 6243643.3.1振荡电路 6254033.3.2集成功放电路 85863.3.3整体电路图 843104.设计过程（方案论证、设计、调试及仪器说明） 965804.1选取元件 9149824.2放置元件及排版 9232944.3模拟及仿真 1044144.4仿真结果 1015915.心得体会（设计后的体会和建议） 1010436.指导教师意见 11185217.参考书目 1113858.元器件清单 12

简易电子琴课程设计目的通过选出不同的频率，来实现电子琴发出的不同的音阶。2.课程设计题目描述和要求①e调7个音阶的振荡频率，它分别由1、2、3、4、5、6、7号数字键控制。②其频率分别为：1：261.6、2：293.6、3：329.6、4：349.2、5：392.0、6：440.0、7：439.9③利用集成功放放大该信号，驱动扬声器④设计一声调调节电路，改变生成声音的频率注：可使用实验室电源。课程设计报告内容3.1音乐产生原理由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了。音调主要由声音的频率决定，乐音(复音)的音调更复杂些，一般可认为主要由基音的频率来决定，也即一定频率的声音对应特定的乐音。在以C调为基准音的八度音阶中，所对应的频率如表1所示。如果能够通过某种电路结构产生特定频率的波形信号，再通过扬声器转换为声音信号，就能制作出简易的乐音发生器，再结合电子琴的一般结构，就可实现电子琴的制作了。3.2设计原理3.2.1振荡电路原理由于RC振荡电路，一般用来产生1HZ~1MHZ范围内的低频信号；而LC振荡电路一般用来产生1MHZ以上的高频信号，由上表我们可以知道选择RC振荡电路。其基本电路为RC文氏电桥振荡电路。图1RC桥式震荡电路RC桥式振荡电路可以选出特定频率的信号。理论推导过程如下：即当f0=1／(2πRC)时，输出电压的幅值最大，并且输出电压是输入电压的1／3，同时输出电压与输出电压同相。通过该RC串并联选频网络，可以选出频率稳定的正弦波信号，也可通过改变R，C的取值，选出不同频率的信号。图2所示为含外加信号的正弦波振荡电路，其中A，F分别为放大器回路和反馈网络的放大系数。图2中若去掉Xi，由于反馈信号的补偿作用，仍有信号输出，如图3所示Xf=Xi，可得自激振荡电路。自激振荡必须满足以下条件：图2正弦波震荡电路图3自激震荡电路自激振荡的初始信号一般较小，为了得到较大强度的稳定波形，起振条件需满足|AF|>1。在输出稳定频率的波形前，信号经过了选频和放大两个阶段。具体来说，是对于选定的频率进行不断放大，非选定频率的信号进行不断衰减，结果就是得到特定频率的稳定波形。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。3.3设计思路（方案）3.3.1振荡电路振荡电路图如图4所示图4振荡电路图选择C1=0.1uF，R4=1kΩ，根据公式，结合表一，即可计算出八个音阶对应的电阻值，分别为R5=9.09KΩ，R6=10.34KΩ，R7=13.08KΩ，R8=16.15KΩ，R9=20.44KΩ，R10=23.26KΩ，R11=28.72KΩ，R12=36.34KΩ。选定R4≠R，且R4≤R(8)由式3推导可得：F=≈(9)则由式(8)及起振条件|A·F|>1，可得：即（10）选择R1=800Ω，R2=900Ω，R3=1500Ω3.3.2集成功放电路集成功放电路图如图5所示图5集成功放电路图如图5所示为LM386外围器件最少的连接方式，其内置电压增益为20倍。C3取4.7uF为退耦电容，所谓退耦即防止前后电路网络电流大小变化时，在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。换言之，退耦电容能够有效地消除电路网络之间的寄生耦合。退耦滤波电容的取值通常为4.7-200uF，退耦压差越大，电容的取值应该越大。C4为旁路电容，它可将混有高频信号和低频信号的交流信号中的高频分旁路掉的电容，取10uF。C6为隔直传交电容，取220uF。3.3.3整体电路图Proteus原理图绘制4.设计过程（方案论证、设计、调试及仪器说明）4.1选取元件进入Proteus界面后，单击工具栏上的“新建”按钮，新建一个设计文档。单击“保存”按钮，在弹出的对话框中的文件名框中输入“简易电子琴”，再单击“保存”按钮，完成新建设计文件操作，其后缀名自动为.DSN。单击绘图工具栏中的元件模式中的“P”按钮，弹出如图9所示的选取元器件对话框，在此对话框左上角“keywords(关键词)”一栏中输入元器件名称，如“LM324”，系统在对象库中进行搜索查找，并将与关键词匹配的元器件显示在“Results”中。在“Results”栏中的列表项中，双击“LM324”，则可将其添加至对象选择器窗口。按照此方法完成其它元器件的选取，如果忘记关键词的完整写法，可以用“*”代替，如“SWITC*”可以找到开关。被选取的元器件4.2放置元件及排版通过对象选择器窗口单击选择相应元件，在右侧图形编辑窗口中单击左键放置元件。元件的移动：用鼠标左键按住元件拖曳。元件的旋转：选定所需旋转元件，单击绘图工具栏左右旋转按钮完成旋转。元件的删除：通过鼠标左键选定要删除的元件，点击键盘上的delete键即可完成对应元器件的删除。将鼠标移至元件引脚处待出现红色方框单击鼠标左键将鼠标移至所需连接的另一元件管脚处待出现红色方框后再次单击鼠标左键完成单根导线的连接。以此类推，按照实验原理图放置元件并布线。引出节点：在所需引出节点导线处单击鼠标右键，移动鼠标即可在该点设置节点并引出导线。完成电路布线后，为使电路更加紧凑有逻辑性，各功能区域明显，应对相应元件或导线位置进行相应调整。4.3模拟及仿真电路连接无误后，根据实验要求，选定所需信号源及测试仪表，单击仿真键仿真。示波器：在绘图栏中选择虚拟仪器菜单中的Oscilloscope（示波器）选项，将其放置到图形编辑窗口，连接相应导线至测试点。4.4仿真结果心得体会（设计后的体会和建议）通过了几周的准备与设计，我们终于完成了简易电子琴的设计。我们这是第一次接触课程设计，所以一直在边学习边设计。首先开始学习proteus软件，学会自己利用软件绘制电路图，进行仿真。接下来我们通过查阅了很多的资料，发现制作简易电子琴有很多方法，但由于我们对其他方案中的单片机等元器件不了解，对其中的电阻电容等一些频率的计算有一定的难度，所以我们选择了在课本中学到过的振荡电路来设计。在设计振荡电路的时候，我们遇到了问题。我们通过理论计算，选取了元器件，然后按照设计的电路图用proteus画出电路图进行仿真，但得到的波形并不是理论的波形，频率的偏差很大，且出现了失真。所以我们又再次检查了电路图，发现了问题并进行了改进，最后终于得到了比较理想的结果。在设计集成功率放大器时，我们开始选择的是课本上的TDA2030A构成的BTL功放和单电源互补对称功放，但是由于在proteus的软件库中没有这种元件，所以只能放弃。同样的，其他很多的元件都不能在proteus中找到，所以我们查了很多资料，最后选定了使用LM386。我们确定了整体的电路图后，就开始整体的调试仿真，通过最后得出的波形图调整一些元件的参数，最后得到了与理论值比较接近的波形，这时候激动的心情是难以形容的。这次的模电课设，我从中又学到了另外一门软件，那就是proteus的使用，其实在画电路图的时候，我也遇到了不少的问题，首先，它是全英文版的，我就先在网上找了一些视频，了解了它大致的使用方法之后，再用此软件照着做好的电路图画，而且还要找一下各种元器件在此软件中所在的位置，摆弄好元器件后，就开始用示波器检查波形的相关情况，在仿真的时候，喇叭出来的声音和八个音阶还是十分相像的，但是不可能像真正的电子琴那么的完美。其实这次模电课设最难的就是做实物图了，因为是第一次焊洞洞板，所以在连线的时候确实出现了不少的问题，比如在连两个点的时候，到底是用焊锡连接还是用导线连接，我刚开始以为用导线连接比较好，可是事实证明并不是这样的，导线比较硬，而且连的导线如果很多的话，就容易交叉，而在交叉地方的导线外面的皮就容易焊坏，所以我们采用了焊锡与导线相结合的方式来连接我们的电路图，可能在连接的过程中有一点凌乱，但是做好之后还是很有成就感的。总的来说，这次模电课设我还是学到了很多东西的。指导教师意见7.参考书目[1]柴诚敬，刘国维，李阿娜，《化工原理课程设计》，天津，天津科学技术出版社，1994年[2]吴友宇主编，《模拟电子技术基础》（第1版），清华大学出版社，2009[3]康华光主编，《模拟电子技术基础》（第5版），高等教育出版社，2005[4]陈大钦主编，《电子技术基础实验－电子电路实验、设计、仿真》，高等教育出版社，2002[5]童诗白主编，《模拟电子技术基础》（第3版），高等教育出版社，2001[6]王远主编，《模拟电子技术》，机械工业出版社，19948.元器件清单课程名称：课题名称：元器件名称型号规格数量价格备注LM32433LM38633二极管1N400160.6喇叭speaker34.5直流