目錄第一節:電子線路實習簡介及軟體介紹
第二節:基本共射放大電路設計
2.1 電路設計要求
2.2 電路設計總體構思
2.3 電路引數計算及元件選擇
2.4 總體電路圖設計圖
2.5 multisim軟體電路效能**資料測量圖
2.6 波形圖及波形分析
第三節:積分運算放大電路設計
3.1 電路設計要求
3.2 電路設計總原理/電路引數計算及元件選擇
3.3 總體電路圖設計圖
3.4 multisim軟體電路效能**資料測量圖
3.5 波形圖及波形分析
第四節:差分放大電路設計
4.1 電路設計要求
4.2 電路設計總體構思
4.3 電路引數計算及元件選擇
4.4 總體電路圖設計圖
4.5 multisim軟體電路效能**資料測量圖
4.6 波形圖
第一節:電子線路實習簡介及軟體介紹
電子線路實習簡介
隨著資訊科技的高速發展,電子產品的更新換代的速度遠遠超乎我們的想象。作為新一代的大學生,為了適應時代的發展,跟上時代發展的腳步,同時適應電路電子技術日新月異的發展趨勢,培養優秀的大學生人才成為了每所大學必不可少的功課。因此,為了加強學生實踐能力和創新能力的培養,學校安排了電子線路實習內容,目的就在於讓學生在大學生活中不僅僅學到書本上的理論知識,更重要的是將理論與實踐巧妙結合,全面培養學生能力,四年之後能更快更好地融入社會競爭中。
軟體介紹
這次電子線路實習主要使用multisim**軟體,它是乙個優秀的電子技術訓練工具,利用它可以以更靈活的方式進行電子電路實驗,並在實驗室難以達到的實驗條件下進行模擬,從而提高學生設計、分析電路的能力,同時也讓同學進一步鞏固了模擬電子技術基礎裡理論知識,為後續數位電路、高頻電路等的學習打下堅實的基礎!
電子線路設計一般步驟:
(1) 分析系統設計要求,擬定系統總體方案;
(2) 劃分功能模組,建立總體結構框圖;
(3) 設計實現各單元電路;
(4) 計算電路引數;
(5) 選擇元件;
(6) 繪製總體電路圖;
(7) 用eda工具進行電路效能**及優化設計;
(8) 實際搭接電路,測試效能;
第二節:基本共射放大電路設計
2.1 電路設計要求:
設計乙個基本共射極放大電路,設ucc=12 v,β=40,ib=40a,au≈-92根
據以上要求,設計並選取電路元件引數,是放大器能夠不失真地放大常用的
正弦波訊號,要求對電路進行靜態和動態分析。
2.2 電路設計總體構思:
共射極放大電路屬於電壓放大電路,對於它而言,輸入電阻越大,放大電路
從訊號源吸取的電流越小,輸入端得到的電壓越大,而輸出電阻越小,負載
電阻的變化對輸出電壓的影響越小,放大電路帶負載的能力越強。因此,通
過設定輸入、輸出電阻及負載電阻阻值來實現電壓放大!
2.3電路引數計算及元件選擇:
(1)靜態分析::
a:靜態工作點確定:
由設計要求可知 ib=40μa,β=40,
則 ie≈ic=βib=40×40μa=1.6ma;
上偏電阻rb的阻值會影響靜態工作點,工作點高會產生飽和失真,靜態工作點過低會產生截止失真。
所以,rb=vcc / ib=12v/40μa=300 kω
rbe=rbb+(1+β)(26ma/ieq)=200ω+(1+40)(26ma/1.6ma)
≈866ω
b:集電極電阻rc的確定,rc應根據實際電阻的標稱值和放大倍數要求來確定,當rc<<rce時,
au=(-β(rl//rc))/rbe
其中au=-80,β=50,代入可得rc//rl≈2kω,
取rl=6kω,則取rc=3kω
c:c1、c2電容的選取:一般來說,c1、c2越大,低頻特性越好,但電容過大,體積也大,既不經濟又會加大分布電容,影響高頻特性,再者電容量大的電解電容漏電流也越大,一般能滿足放大器的下限頻率即可,工程估算時c1、c2一般取10-50μf,這裡c1、c2都取20μf。
2.4 總體電路圖設計圖:
2.5 multisim軟體電路效能**資料測量圖
2.6 波形圖及波形分析
如果輸出波形的下半部分是直線型,上半部分是正常的正弦波形,則出
現了飽和失真,相反,如果輸出波形的下半部分是正常的正弦波形,上半部分是直線型,則出現了截止失真。所以,靜態工作點的正確選擇對輸出波形影響很大。
第三節:積分運算放大電路設計
3.1 電路設計要求:
設計乙個積分運算電路,用以將方波訊號轉換成三角波。
技術要求:輸入訊號為uipp=±4ν,週期t=1ms的方波;要求輸出波形與
輸入訊號同相;幅度uopp≥2/3uipp;輸入電阻ri≥10kω。
3.2 電路設計原理、電路引數計算及元件選擇:
1、反相比例放大器設計::
在深度負反饋條件下,放大器的閉環增益為auf=-r3/r1;
反相比例放大器的設計就是根據技術指標,選擇整合運算放大器外電路引數。
a:選擇運算放大器:選擇運算放大器時應先了解其引數,為了減小反相比例放大器失調、漂移和閉環增益誤差,應盡量選用失調小。
漂移小、開環增益高。輸入電阻大和輸出電阻小的整合運算放大器。
b:選擇元器件引數:
(1)根據增益要求確定r3和r1的比值:auf=-10;
2)根據對放大器輸入阻抗的要求r1=ri=10kω,從而可以確定r3=100kω 若對放大器的輸入阻抗沒有明確要求,則r3一般取值為幾十千歐至幾百千歐。若r3過大,則r1亦大,就會引起較大的靜態零點漂移,若r3過小,則r1亦小,那麼這個放大器的輸入阻抗就不會太高,與前級電路相接時就可能對前級電路產生不可忽略的影響。
3)取平衡電阻:r=r3//r1=9.09kω
4)為了減少放大電路動態誤差,選擇的運算放大器的單位增益頻寬fo和轉換速率sr必須滿足下列關係:
fo=|auf|fbw,sr>2πfmaxuomax
( fmax為輸入訊號的最高頻率。)
2、反相積分器的設計:
(1)選擇電路形式:積分器的電路可根據設計要求來確定。例如,要進行兩個訊號的求和積分運算,應選用求和積分電路,如用於一般的波形交換和產生斜波電壓,則可選擇基本積分運算電路。
如下面原理圖中的積分器,在深度負反饋條件下,其表示式為:
uo=-1/(rc)∫ui(t) dt
(2)電路元件引數選擇:
a:r1、c1值的確定:在反相積分器中r1、c1的值決定電路的時間常數,由於受整合運算放大器最大輸出電壓uomax的限制,選擇r1、c1引數時其值必須滿足如下公式:
rc≥1/uomax∫ui(t) dt
可根據輸入訊號的型別和運放所允許的最大輸出電壓uomax(峰峰值),以及設計指標的要求確定積分時間常數rc,若rc值太大,在一定的積分時間內,輸出幅度uo 較小,有可能達不到指合適的rc值應兼顧兩者。為了避免輸出訊號過載,整合運放進入飽和,應使積分輸出符合uo<uomax
當輸入電阻為正弦訊號時,r,c不僅受整合運算放大器最大輸出電壓uomax的限制,而且與訊號的頻率有關。當uomax一定時,對於一定幅值的正弦訊號,頻率越低rc的值就越大。
因此,可以確定下圖電路中
r1×c1=0.000375 s
(3)當時間常數確定後,就可以選擇r、c的引數了。主要考慮c的取值,c取值太小,雖然增大r對提高積分器的輸入電阻有利,但會加劇積分漂移。若r取值過大,又會帶來體積過大和漏電問題。
因此,一般選ri滿足輸入電阻的條件下,盡量加大c值,但一般情況下不宜超過1μf。因此,下面電路中
c1=37.5nf,r1=10kω
(4)為了減少運放的直流漂移,在實際積分器電路中c兩端並接電阻rs,但其值不宜太小,否則將影響線性積分關係,一般常取r3≧10 r, 因此,下面電路中
r3=100kω
(5)靜態平衡電阻r』=rs//r=9.09kω
3.3 總體電路圖設計圖:
3.4 multisim軟體電路效能**資料測量圖
3.5 波形圖及波形分析
單位電壓是5v,由提要求可知輸入的方波最大最小值分別是+4v、-4v,
而輸出波形,即三角波的幅值應是≥2/3的輸入電壓峰峰值,經計算大約
是≥2.67v。同時題要求輸出波形與輸入訊號同相,由上面波形圖也可證明
此設計電路正確。
第四節:差分放大電路設計
4.1 電路設計要求:
設計乙個運算電路,實現uo=3ui1÷2ui2運算關係。
4.2 電路設計總體構思
按設計要求可知,實際上是對兩個訊號實現比例相減運算,因此,可以選擇如下原理圖中的減法電路,該電路的輸出電壓表示式為:
uo=(1+r4/r1)(r3/r2/(1+r3/r2))ui1-(r4/r1)ui2
通過合理的選擇電阻阻值就可以實現運算要求。
4.3 電路引數計算及元件選擇
由uo=(1+r4/r1)(r3/r2/(1+r3/r2))ui1-(r4/r1)ui2 可知:
(1+r4/r1)(r3/r2/(1+r3/r2))=3 (r4/r1=2
通過求解可取 r1=10kω r2=0 r3=10kω r4=20kω
4.4 總體電路圖設計圖
4.5 電路分析:
該電路雖然簡單,但實際設計中有一些問題必須考慮;其一,雖然可以通過恰當選擇電阻實現要求的運算,但在選擇電阻阻值時,除了考慮比例係數,還必須考慮輸入電阻的要求,同時為了減小零漂,還必須滿足兩個輸入端靜態電阻的匹配要求。這顯然增加了電阻阻值的選擇難度;其二,在運算放大器的同相輸入端都有一定的共模訊號,為提高電路的共模抑制比,運算放大器必須選擇共模抑制比較高的運放,這對運放的選擇又提出了較高的要求,因此採用兩級放大器構成的減法電路可以較好地解決上述問題。
4.6 multisim軟體電路效能**資料測量圖
4.7 波形圖
電子線路實習報告
1 實習目的3 2 軟體簡介4 5 3 實習內容6 11 4 實習心得12 實習目的 電子線路實習是為了配合模擬電子技術基礎課程的教學而開設的。首先採用eda技術中的multisim軟體對模擬電路進行 執行,讓學生完成eda技術方面的初步訓練,然後再搭接出實際電路。multisim 是乙個優秀的電子...
通訊電子線路實習報告
1 引言 本實習是根據實習要求進行高頻小訊號放大器電路的設計,然後用protel軟體進行電路繪製pcb電路板,根據電路圖對設計進行製作,焊接元件,最後進行除錯測試。此實習包括了電路的設計和製作,還要對製作的成品進行除錯,從而完成整個實習。1.1 實習目的 通訊電子電路 是通訊工程的專業課程,以基礎技...
電子線路設計報告
設計題目 專業班級 小組成員 指導教師 完成日期 題目 三號,黑體,居中 空一行 一 設計任務與要求 標題均為 四號,宋體 1 正文均為小四號,宋體,行距1.5倍 2 3 二 方案設計與論證 首段,對設計要求的總體分析 1 所選方案 2 簡單論證 三 單元電路設計與引數計算 四 總原理圖及元器件清單...