模拟电路课程设计

要求：下面有四个设计课题，每三个人一组，选择两个课题，其中课题一为必选课题，将课题一设计制作的产品作为其他课题的部件。

课题一     半导体直流稳压电源的设计和测试

一、设计目的

1、学习直流稳压电源的设计方法；

2、研究直流稳压电源的设计方案；

3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法；

2. 设计要求和技术指标
   1. 技术指标：要求电源输出电压为正负12V或正负9V或正5V（根据需要定），输入电压为交流220V，最大输出电流为I_L=500mA，稳压系数Sr≤5%，电网电压波动正负10%。
   2. 设计要求
      1. 设计一个能输出正负12V的直流稳压电源；
      2. 要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；
      3. 根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；
      4. 在万能板或面包板上制作一台直流稳压电源；
      5. 测量直流稳压电源的稳压系数；
      6. 测量直流稳压电源的内阻；
      7. 拟定测试方案和设计步骤；
      8. 写出设计性报告。
3. 设计提示
   1. 设计电路框图如图所示，

稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选7812和7912稳压器。

   测量稳压系数，在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=ΔVoV_I/ΔV_IV_O。

   测量内阻，在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo，r_o=ΔV_O/ΔI_L。

1. 实验仪器与参考书提示
   1. 自耦变压器一台
   2. 数字万用表
   3. 数字电压表
   4. 变阻器、面包板或万能板
   5. 智能电工实验台

参考书：《电工学》电子工业出版社；

        《晶体管直流稳压电源》辽宁科技出版社。

4. 设计报告要求
   1. 选定设计方案；
   2. 拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；
   3. 列出测试数据表格。

五、设计总结

1、总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点，对设计方案进行比较。

2、总结直流稳压电源主要参数的测试方法。

课题二  简易信号发生器设计

1. 设计目的

1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术。

2、了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用。

3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

1. 设计技术指标与要求
1. 设计要求

基本要求：A、电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形；

B、输出信号的频率要求可调；

C、拟定测试方案和设计步骤；

D、根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；

E、在面包板上或万能板上安装电路；

F、测量输出信号的幅度和频率；

H、写出设计性性报告。

扩展要求：输出信号的幅度和频率要求连续可调，幅度范围为0-5V，频率范围100Hz-10KHz。

1. 技术指标

频率范围：100Hz-1KHz，1Kz-10KHz；输出电压：方波V_P-P≤24V，三角波V_P-P=6V，正弦波V_P-P=1V；方波t_r小于1uS。

1. 设计提示

方案提示：

1、设计方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波。如下框图所示。

2、用单片集成芯片IC8038实现，但这种方案要求幅度和频率都可调，可采用数字电位器加程控放大器实现。

3、用单片机和A/D转换器实现，编写相应的程序即可实现。

设计用仪器：示波器1台，晶体管毫伏表，万用表1块，低频信号发生器，

实验面包板或万能板，智能电工实验台。

设计用主要器件：双运放uA747（或7412一只）、差分管3DG100四个；IC8038、数字电位器一个；C51、D/A0832一块。电阻电容若干。

参考书：《电子线路设计、实验、测试》

四、设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；

3、列出测试数据表格；

4、进行总结和分析，并写出设计性报告。

五、设计总结与思考

1、总结信号发生器的设计和测试方法；

2、总结设计信号发生器所用的知识点；

3、三角波的输出幅度是否可以超过方波？

4、IC8038的输出频率与哪些参数有关？如何减小失真？

课题三 音响放大器的设计

1. 设计目的

1、解集成功率放大器内部电路工作原理

2、掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法

  3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术

1. 设计要求和技术指标

1、技术指标

额定功率P≥0。3W，负载阻抗为10Ω，频率响应范围为50Hz-20KHz，输入阻抗大于20KΩ，放大倍数≥20dB。

2、设计要求

1. 设计话音放大与混合前置放大器、音制级、功率放大级；
2. 选定元器件和参数，并设计好电路原理图；

C、在万能板或面包板上进行电路安装调测；

D、测试输出功率；

E、测试输入阻抗；

F、写出设计报告。

三 、设计提示

2、音响放大器各级增益分配如图4-2所示，

3、设计用仪器：示波器1台，晶体管毫伏表，万用表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。

4、设计用主要器件：双运放LM324三块、LA4102、高阻话筒20K一个、扬声器一个、电阻电容若干。

参考书：《电子线路设计、实验、测试》

四、设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；

3、列出设计电路测试数据表格；

4、进行设计总结和分析，并写出设计报告。

五、设计总结与思考

1、总结话音放大器的设计和测试方法；

2、总结设计话音放大器器所用的知识点；

课题四  单级阻容耦合晶体管放大器设计

1. 设计目的

1、学习晶体管放大器的设计方法；

2、研究静态工作点对输出波形的影响及静态工作点的调整方法；

3、掌握静态工作点、电压放大倍数和输入电阻、输出电阻的测试方法；

4、研究信号源内阻对波形失真的影响。

二、设计要求和技术指标

1、技术指标：电源电压为12V，V_i=10mV，外接负载2K，工作频率100Hz-500KHz，电压放大倍数大于50，输入电阻大于2K，R_o<3K。

2、设计要求

（1）设计一个分压式电流负反馈偏置的单级共射极小信号放大器，输入和输出分别用电容和信号源及负载隔直流，设置静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；

（2）在面包板或万能板上安装好电路，测量并调整静态工作点。

（3）测量设计好的电路的偏置电压和电流；

（4）测量所设计电路的实际电压放大倍数；

（5）测量所设计电路的实际输入、输出电阻；

（6）给所设计的电路加上频率为20Kz，大小合适的正弦波，调节偏置电阻，用示波器预测输出波形在无失真、饱和失真和截止失真三种情形下，记录相应的偏置电阻大小、I_CQ和波形，并绘制表格；

（7）用EWB对电路进行仿真，打印仿真结果；

（8）写出设计报告。

2. 设计提示
   1. 偏置电阻计算

     小信号时I_CQ取0.5~2mA，U_BQ=（1/3~1/5）U_CC；I₁=（5~10）I_BQ；可确定相应的R_B1、R_B2、R_E；由A_V=-β/r_be×R_L^/，r_be=300+26β/I_CQ，R_L^/=R_C//R_L，可求得R_C。

1. Ri和Ro测试电路

 Ri测量：如图1-1所示， 输入Ui为1000Hz，6mV，改变R使U2=U1/2，

则ri=R。

 Ro测量：如图1-2所示，输入Ui为1000Hz，6mV。K断开，测量Uo；K闭合，调节R使Uo^/=1/2Uo，则ro=R。

（3）实验器件和仪器提示

        设计仪器：智能电工实验台，示波器1台，晶体管毫伏表，万用

表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。

       设计器件：三极管为8050，r^/_bb=300，h_fe=200；电容0.1uF2个，2uF1个；电位器1个；电阻4个。

         参考书：《电子线路设计、实验、测试》

3. 设计报告要求
   1. 列出设计步骤，画出电路，标出元件数值。
   2. 比较实测指标和设计要求指标。
   3. 列出测试数据表格。
   4. 分析静态工作点对放大器性能的影响。
4. 设计思考与总结
   1. 总结放大器的设计方法和运用到的主要知识点。
   2. 总结放大器主要参数的测试方法。
   3. 分析信号源内阻对输出波形失真的影响。
   4. 对测试数据进行误差分析。

附录    设计报告内容

1. 主要技术指标
2. 设计用仪器和设备
3. 电路工作原理
4. 电路设计与计算、电路装调
5. 主要技术指标测量（要求列表）
6. 误差分析
7. 设计分析与研究
8. 设计总结

设计时间：2004年上学期，每班两周，两周内必须完成产品制作和设计报告。

设计材料：电阻、电容按标准规格每个规格200个，电位器2K  60个，1K电位器60个，100K电位器60个，10K电位器80个，470K电位器60个，47K电位器  40 块，变压器6W60个，整流二极管300个，稳压块7812和7912各60块，7809和7909各20块，7805  20块，IC8038  20块，uA747  40块，uA741 40块，三极管BG319、3DG100各 80个，LM324  30块，LA4100  30块，D/A0832  20块，ATC52 10块，电源接插件若干。