模拟电子技术基础课程设计报告

模拟电子技术课程设计报告PAGEPAGE1模拟电子技术课程设计报告学院：班级：姓名：指导教师：成绩：目录课程设计概述3课程设计任务4设计的具体实现5心得体会12模拟电子技术课程设计报告一、课程设计概述一、课程设计的任务和目的学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。二、课程设计的基本要求1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。包括：学会自己分析解决问题的方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。4、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。5、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观。6，要求完成实物制作和设计报告，设计报告格式符合要求。二、课程设计任务一．课题概述课题一：窗口电压检测电路设计一个窗口电压检测电路，电压检测范围为4-8V（可根据需要调整电压检测范围），当输入电压在检测范围内用示波器检测输入端的波形，与检测范围外的波形进行比较。课题二：温度报警系统设计一个具有温度检测、放大与报警功能的温度检测系统。用负温度系数热敏电阻器作为温度传感器检测加热装置（实验中的加热装置可用一个100Ω/2W的电阻R模拟）的温度，将装置R的温度控制在一定的范围内。二．课题的作用与目的1.窗口电压检测电路（1）.掌握窗口比较器的主要性能和特点。（2）.学会窗口比较器的设计方法。（3）.掌握窗口比较器的调试方法。2.温度报警系统（1）.学习电桥在温度信号采集中的应用，掌握由双臂电桥和差分输入集成运算放大电路构成的桥式放大电路。（2）.掌握单限比较器的性能和调试方法。（3）.学会温度检测系统的测量和调试方法。三．设计的具体实现1.电路概述一，窗口电压检测电路根据窗口电压比较器的工作原理，用窗口电压比较器做电路的输入级。当电压在两个阀值电压之间时，稳压管D1,D2均截止。传递给后面的运放反相输入端的电压为零。而第三个运放与周围电路组成一个滞回比较器，滞回比较器具有滞回特性，既有保持性，因而具有一定的抗干扰能力。滞回比较器的输出端连接R7并且与C2相连构成了一个矩形波发生电路。当前端的窗口电压比较器的输出为零时，正好为后面的矩形波发生电路创造了自激震荡的条件，用示波器观察输出波形能够观察到矩形波。反之，如果输入电压U，窗口电压比较器阀值电压U1，U2的关系为：U<U1或U>U2时，窗口电压比较器的输出为12V，进而破坏了后面就矩形波发生电路的自激震荡的产生，所以用示波器观察输出波形为一条电压为零的直线。窗口电压检测电路的参考功能框图如图1所示，电压检测电路部分的基本原理和电压传输特性如图2所示，图2(a)U1和U2为窗口电路输出的上限和下限电压。二，温度报警电路用电桥温度采集电路作为整个电路的输入级，本次模拟将其中的一个热敏电阻用滑动变阻器来代替。电桥的两个支路的中点电位的电位差通过一个反相运算电路将电压放大。然后再通过两个单限电压比较器进行电压比较,使得电压比较器的正负极性端的电压高低发生变化，从而使输出的高低电平发生改变.最后电路的输出部分分别用两个发光二极管来演示测温效果，这个从电压比较器输出端得到高低电平，通过控制三极管的基极饱和导通或者截止，最终来控制红绿灯发光二级管的亮暗。绿灯代表温度正常，红灯代表温度报警。二．电路仿真结果一．窗口电压检测电路仿真电路图当电路的输入级的输入电压在4-8V之间时，输出波形如图所示：当输入电压为U<4或U>8V时，输出波形如图所示：R1、R2、R3均选用2KΩ的目的是为了平分12V电压；既1点电位是8V,2点电位是4V。这样就确定了窗口电压比较器的阀值电压。R4和R6为100kΩ这样R6\R4=1，满足了自激震荡的幅值条件。二．温度报警电路温度报警电路由测温电桥、电压比较器、放大电路等组成，其中测温电桥受温度影响而改变其中的热敏电阻的阻值（本次模拟用滑动变阻器来代替），从而影响三极管的导通或截止。第二个滑动变阻器起到限流的作用，第一个LM324D是电压比较器，第二个与第三个LM324D具有放大作用。负载则由2个发光二极管组成，发光二级管有电流小，易驱动，的特点。通过发光二极管的不同颜色，来判定是否报警。这样一个温度报警原理图就画好了。温度检测电路仿真效果⒈此时绿灯亮:⒉此时红灯亮：集成运放电路的选用M324为四运放集成电路，采用14脚双列直插熟料封装。内部有四个运算放大器，由相位补偿电路。电路功耗很小，Im324工作电压范围广，可用正电源3—30V，或正负双电源+1.5V—+15V工作。它的输入电压可低到地电压，而输出电压范围为0—Vcc。它的内部包含四组形势完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用如图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“﹣”为两个信号输入端，“V++”、“V﹣”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi﹣（﹣）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324引脚排列见图。Im124、Im224、和Im324引脚功能及内部电路完全一致。LM324原理图三．电路的安装与调试1.窗口电压检测电路

（1）在实际连电路时，会出现接触不好等情况。这是由于试验箱的质量和试验器件的质量不好的关系。这时可用万用表测量各个接头的电压来判断是否是接触不好。（2）要注意每个元器件的工作原理和功能，以及逻辑器件管脚图，以免因此而造成不必要的过失。（3）搭接工作完成后，做一次系统的检查，如果各部分连线正确，方可接通电源，进行调试。调试中如果发现实验现象与设计要求不符合，可从简单部分或某一个预知特性的点开始，逐级进行查找，逐步缩小故障可能存在的范围，直到查出故障点并排除，使之达到预定的目的。2.温度报警电路（1）接通电源，此时红绿发光二极管应有一个处于点亮状态（2）调节电位器，在调节过程中观察是否出现红绿发光二极管交替点亮状态。调解时应长时间旋转电位器的旋钮，直到出现两发光二极管交替点亮状态为止。四．心得体会1、课程设计相比日常的学习更多的是注重动手实践的过程，很多在理论学习中不会存在的问题（比如接触不良、面板老化、湿度温度等）都会对课程设计的结果产生很大的影响。2、理论学习中，电路元件之间的连接方式很简便，然而在实际的课程设计中，连接元件的过程也是一个需要思考的过程。不同元件彼此之间连接的状况直接决定了电路的稳定性和是否便于改动。3、纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，不管理论设计和仿真多么完美，想要真正理解它，必须要通过自己亲手完成来实现。4、团队合作非常重要，有些自己很久也发现不了的问题在他人换位思考下很容易就