电子技术基础A课程设计报告例

新疆大学课程设计（实训）报告所属院系：专业：课程名称：电子技术基础A设计题目：班级：电气学生学号：学生姓名：指导老师:完成日期：课程设计题目：波形变换电路的设计要求完成的内容：自行设计一波形变换电路，选择合适的参数。对波形变换电路路的分析有三方面（1）同相比较器的分析（2）反相比较器的分析（3）滞回比较器的分析。要求：①根据所设计电路，选用Multisim2001仿真软件，搭建电路模型。②测量并分析所设计波形变换电路的性能指标。③观察并分析其波形变换。④完成实训内容后，请认真按格式完成实训报告。主要收获体会与存在的问题：存在问题：收获和体会：1、2、3、指导教师评语：理论分析较为完善，数据分析满足理论要求。仿真结果基本和理论分析结果相吻合，对VISIO软件应用达到课程设计要求，文档版本符合格式要求。拓展加深的内容分析较好。评定成绩为：90指导教师签名：年月日备注：电子技术基础A课程设计报告-PAGE11-波形变换电路的设计一、引言1、软件介绍：Multisim2001是IIT公司推出的电路分析与模拟仿真的软件。Multisim2001提供了全面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试等工作。当改变电路连接或改变元件参数，对电路进行仿真时，可以清楚地观察到各种变化对电路性能的影响。MicrosoftOfficeVisio2003是微软公司出品的一款的软件，它有助于IT和商务专业人员轻松地可视化、分析和交流复杂信息。它能够将难以理解的复杂文本和表格转换为一目了然的Visio图表。该软件通过创建与数据相关的Visio图表（而不使用静态图片）来显示数据，这些图表易于刷新，并能够显著提高生产率。使用OfficeVisio2003中的各种图表可了解、操作和共享企业内组织系统、资源和流程的有关信息。2、软件运用利用multisim2001软件可以对所设计的电路进行理想情况和实际情况下的仿真，以达到不用在实验室测数据即可得到设计数据的目的。利用visio软件可以绘制所需的电路图、分析图和原理图。二、课程设计的目的和要求1、熟悉集成运算放大器的使用。2、掌握电压比较器的原理及简单电压比较电路的设计。3、对单限、双限、滞回电压比较器作合理分析和评估，对元器件的参数与相关指标做合理分析并分析临界情况。4.、利用visio软件绘制出相应的原理图、电路图以及相应的分析图。利用multisim2001软件对设计的电路进行仿真，得出仿真数据。三、原理、设计、结果、分析1、电压传输特性（理论分析）集成运放的输出电压与输入电压之间的关系=f（）成为集成运放的电压传输特性。如右图所示，它包含线性区和饱和区两部分。在线性区内，与成正比关系，即==（﹣）线性区的斜率取决于的大小。由于受电源的图1电压传输特性限制，不可能随的增加而无限增加，因此，当增加到一定值后，便进入了正、负饱和区。正饱和区=+≈+，负饱和区=—≈—。集成运放在应用时，工作于线性区的成为线性运用，工作于饱和区的称为非线性运用。由于集成运放的非常大，线+性区很陡，即使输入电压很小，由于外部干扰等原因，不引入深度的负反馈很难在线性区稳定工作。2、单限电压比较器：原理：只要将集成运放的反相输入端和同相端中的任何一端加上输入信号电压，另一端加上固定的参考电压，就成了单限电压比较器。这时与的关系曲线称为电压比较器的电压传输特性。若取=，=（如图所示），则为同向电压比较器：>时，=+<时，=—（a）信号输入方式（b）电压传输特性图2同向电压比较器若取=，=（如图所示），则为反向电压比较器：>时，=—<时，=+（a）信号输入方式（b）电压传输特性图3反向电压比较器如果=0，这种比较器称为零比较器。由此可见，单限电压比较器在输入电压经过时，输出电压将发生跃变。这一电压称为比较器的门限电压。由于该比较器的门限电压只有一个，故称为单限电压比较器电压，简称单限比较器。单限电压比较器电路简单，但抗干扰能力差，若输入电压与门限电压相差不多，则稍遇干扰信号，输出电压便会发生误跃变，甚至引起在+和—之间来回变动。设计内容：直流：按右图连线，并令=0V，0.05V，0.1V，取==10千欧，输入信号设在—0.2V~+0.2V范围内变化，=12V，=12V。测出输出电压，并填入下表中。图4单限反向电压比较器直流输入电路图测试项目测试条件(V)(v2)(V)(V)=0V=10千欧=10千欧=12V=12V表1反向电压比较器直流输入（1）测试项目测试条件(V)(v2)(V)(V)=0.05V=10千欧=10千欧=12V=12V表1反向电压比较器直流输入（2）测试项目测试条件(V)(v2)(V)(V)=0.1V=10千欧=10千欧=12V=12V表1反向电压比较器直流输入（3）交流：将集成运放的输入端接入信号发生器的正弦波输出端，电路图如下图所示，并取f=50赫兹，幅值为=3V，其他元件数据与直流的一样，用示波器观察输入、输出波形。并记于下表中。图5单限反向电压比较器交流输入电路图测试项目测试条件(V)(A)(V)(B)=0V=10千欧=10千欧=12V=12Vf=50赫兹表2单限反向电压比较器正弦输入结果结果与分析：分析：从表1中的三张图中可以看出，只是使波形发生左右移动，而不该表波形的性质，与原理结合分析得：只是起到了一个比较电压的左右，越大，波形越往右移动。直流分析：当>时，输出电压为+12V左右，也就是=+≈+；当<时，输出电压为—12V左右，也就是=—≈—；当与相当且稍微大于时，波形出现了线性变化，且变化陡峭，说明此时运算电路处于线性放大区，为过渡阶段。此结论与原理相吻合。交流分析：如表2所示波形，当输入信号为正弦波时，输出电压也符合原理，再次验证了直流分析中的结论。3、滞回电压比较器原理：滞回电压比较器简称滞回比较器或迟滞比较器，电路如图所示。引入电压串联正反馈。由于电压加有正反馈，运算放大器工作在饱和区，或等于+，或等于—。(a)电路图（b）电压传输特性图6滞回电压比较器若=+，这时的门限电压用表示，称为上限触发电压，则===若=—，这时的门限电压用表示，称为下门限电压，则===当=由小于值开始增加时，<，=+，而=。当=刚大于U时，>，跳变至=—，再增加，=—不变，而=。当=由刚大于值开始减小时，>，=—，而=。当=刚小于时，<，跳变至=+，再减少，=+不变，而=。可见电压传输特性应如下图所示。当输入电压由小变大时，门限电压为；由大变小时，门限电压为，具有“滞回”的特点，故名滞回比较器。与之差称为滞回宽度。只要干扰信号不超过滞回宽度，输出电压值也就是稳定的，因而这种电压比较器具有较强的抗干扰能力。设计内容：按如下图接好电路，取=51千欧，==10千欧。若输入信号改用正弦波，即将集成运放的输入端接入信号发生器的正弦波输出端，并取f=50赫兹，幅值为=3V，用示波器观察输入、输出波形。并记于下表中。图7滞回电压比较器测试项目测试条件(V)(A)(V)(B)=0V=51千欧=10千欧=10千欧=12V=12Vf=50赫兹表3滞回电压比较器正弦输入结果与分析按照原理计算，=2.238V，=1.502V，▽=0.736V。在波形中测出上限触发电压为2.30V，下限触发电压为—1.60V，▽=0.70V。当输入电压由小变大且小于2.30V时，输出电压为+11.1V=+≈+=12V；当输入电压从小于—1.60V且逐渐增加时，输出电压为—11.1V=—≈-=—12V。如上计算，可将滞回特点分析得出，故在误差范围内，可以认为是和原理相吻合的。四、设计拓展（选修）1、直流输入设计：图8双限电压比较器直流输入电路图测试项目测试条件测试结果====10千欧==12V=0.5V=1V=0~2V表4双限电压比较器直流输入结果结果和分析：直流：如右图所示，当输入电压小于比较电压时，输出电压为11.1V≈；当大于比较电压时，输出电压为11.1V≈。当介于和之间时，输出电压为—7.5V。故基本符合设计理论，即：<时，上一个电压放大器输出为+，下面一个输出为—，由于二极管的作用，故输出电压为+；当>时，正好相反；当介于两者之间时，两个输出均为—，故由二极管的特性得知二极管此时都处于截止状态，输出电压为0。存在问题：此时的当<<时，输出电压为-7.5V而不是0。2、交流输入设计：图9双限电压比较器交流输入电路图测试项目测试条件测试结果====10千欧==12V=—2V=2V：—4V~+4V表4双限电压比较器交流输入结果结果和分析：如上测量数据图所示，上限电压为1.9V，下限电压为—1.9V，与给