级本科模电课程设计任务书.doc

模拟电子技术课程设计

（自动化、电子信息工程09级）
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。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
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。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
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。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
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。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
6、以下六个课题任选一个，四人一组，要求完成实物制作和设计报告，设计报告格式符合要求，本学期第十七周交作品和报告，并进行答辩。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
三、课程设计任务
课题一 半导体直流稳压电源的设计和测试（一）
（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；
（二）设计要求和技术指标
1、技术指标：要求电源输出电压为±12V（或±9V /±5V），输入电压为交流220V，最大输出电流为Iomax=500mA，纹波电压△VOP-P≤5mV，稳压系数Sr≤5%。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
2、 设计基本要求
（1） 设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源；
（2） 拟定设计步骤和测试方案；
（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） 要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；
（5） 在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源；
（6） 测量直流稳压电源的内阻；
（7） 测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；
（8） 撰写设计报告。
3、设计扩展要求
（1）能显示电源输出电压值，00.0-12.0V；
(2) 要求有短路过载保护。
（三）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78XX和79XX稳压器。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
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=ΔVoVI/ΔVIVO。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
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，ro=ΔVO/ΔIL。
纹波电压测量：叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。可将其放大后，用示波器观测其峰－峰值△VOP-P；用可用交流毫伏表测量其有效值△VO，由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量存在一定误差。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
2、实验仪器设备
自耦变压器一台、数字万用表、交流毫伏表、面包板或万能板、智能电工实验台、示波器
3、设计用主要器件
变压器、整流二极管、集成稳压器（7812/7912/7809/7909/7805/7905）、电容、电阻若干籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
3、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；
《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社
《模拟电子技术基础》高等教育出版社
（四）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。
4、调试总结。
（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
（一）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。
（二）设计技术指标与要求
1、设计要求
（1）电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形；
（2）输出信号的频率要求可调；
（3）拟定测试方案和设计步骤；
（4）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；
（5）在面包板上或万能板或PCB板上安装电路；
（6）测量输出信号的幅度和频率；
（7）撰写设计报告。
2、技术指标
频率范围：100Hz~1KHz 1KHz~10KHz；
输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=6V，正弦波VP-P=1V；方波tr小于1uS。
3、设计扩展要求
（1）能显示正弦信号幅值，0.0-1.0V；
(2) 能显示输出方波信号的频率。
（三）设计提示
1、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。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
（2）也可用单片集成芯片IC8038实现，采用这种方案时要求幅度可调。
2、设计用仪器设备：
示波器，交流毫伏表，数字万用表，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。
3、设计用主要器件：
（1）双运放NE5532（或747） 1只（或741 2只）、差分管3DG100 4个、电阻电容若干；渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
（2）IC8038、数字电位器、电阻电容若干。
4、参考书：
《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社
《模拟电子技术基础》 康华光 高等教育出版社
《模拟电子技术》胡宴如 主编 高等教育出版社
（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、调试总结，并写出设计报告。
（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
（一）设计目的
1、了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
（二）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。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
2、设计要求
（1）设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级；
（2）选定元器件和参数，并设计好电路原理图；
（3）在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调测；
（4）测试输出功率；
（5）测试输入阻抗；
（6）撰写设计报告。
3、设计扩展要求
（1）能驱动额定功率P≥8W的扬声器；
（2）电路电压放大级输出阻抗低，能带500Ω负载。
（三）设计提示
1、音响放大器的设计框图如图4-1所示，

2、音响放大器各级增益分配如图4-2所示
3、设计用仪器设备：
示波器、交流毫伏表、万用表、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：
电子混响延时模块一片、集成功放LM386（或LA4102）一片、四运放LM324一块（或741三块）、LA4102、高阻话筒20K一个、扬声器（8欧/4W）一个、电阻电容若干。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
5、参考书：调试总结
《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；调试总结
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；
注：该课题由两组配合完成（一组制作话音放大器和前置放大器，另一组制作音调放大器和功放）

课题四 单级阻容耦合晶体管放大器设计
（一）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，Vi=10mV，外接负载RL=2KΩ，工作频率fL<100HZ、fH>500KHz，电路稳定性好；电压放大倍数大于30，输入电阻大于2KΩ，Ro<3KΩ。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
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与信号源及负载之间耦合，设置静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
（2）在面包板或万能板或PCB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、ICQ和波形，并绘制表格；蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
（7）用EWB对电路进行仿真，打印仿真结果；
（8）撰写设计报告。
3、设计扩展要求
（1）要求电路输出带负载能力强，能带1KΩ和50Ω负载；
（2）电路具有温度补偿措施。
（三）设计提示
1、偏置电阻计算
小信号时ICQ取0.5~2mA，UBQ=（1/3~1/5）UCC；I1=（5~10）IBQ；可确定相应的RB1、RB2、RE；由AV=-β/rbe×RL/，rbe=300+26β/ICQ，RL/=RC//RL，可求得RC。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
2、Ri和Ro测试电路
Ri测量：如图1所示， 输入Ui为1KHz，6mV，改变R使U2=U1/2，则Ri=R。
Ro测量：如图2所示，输入同上。K断开，测量Uo；K闭合，调节R使Uo/=1/2Uo，则Ro=R。
3、设计用仪器设备：
智能电工实验台，示波器1台，交流毫伏表，数字万用表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板
4、设计用主要器件：
高频小功率管1只、电容电阻若干
5、参考书：
《电子线路设计、实验、测试》
（四）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。
（五）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。

课题五 语音滤波器设计
（一）设计目的
1、学习有源滤波电路的设计方法；
2、掌握二阶RC有源滤波器性能参数的测试技术。
（二）设计要求和技术指标
1、技术指标：
截止频率，，，阻带衰减速率为
2、设计要求
（1） 设计一个能满足要求的二阶有源滤波电路；
（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） 在万能板或面包板或PCB板上安装好电路并调试；
（5） 测量滤波器的性能参数：截止频率、带内增益和阻带衰减速率；
（6） 用EWB对电路仿真，并打印出幅频特性和相频特性曲线；
（7） 拟定测试方案和设计步骤；
（8） 写出设计性报告。
3、设计扩展要求
（1）能对信号进行频谱分析和失真分析；
（2）能对失真度进行测量。
（三）设计提示
1、电路可采用一级二阶低通与一级二阶高通滤波电路级联；
2、电路根据二阶滤波器（巴特沃斯响应）设计表设计，采用压控电压源电路；
3、在测试过程中，若某项指标偏差较大，则应根据设计表调整修改相应元件的值。
4、设计用仪器设备
（1）数字电压表
（2）面包板或万能板
（3）智能电工实验台
5、参考书：
《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社
6、设计用主要器件
741两块、电阻电容若干
（四）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、总结有源滤波器的设计方法和运用到的主要知识点；
2、总结有源滤波器性能参数的测试方法。

课题六 水温测量仪

（一）设计目的
1、通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中应用；
2、进一步熟悉集成运放的线性和非线性应用。
（二）设计要求和技术指标
1、技术指标：
要求设计一个温度测量器件，其主要技术指标如下：
（1）测温范围：室温～50℃；
（2）被测温度达到50℃时，指示灯亮（或蜂鸣器工作）；
（3）由数字电压表实现温度显示，可直接读出温度值。
2、设计要求
（1）设计一个能满足要求的温度测量及报警电路；
（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、PCB板上或面包板上安装好电路并调试；
（5）拟定测试方案和设计步骤；
（6）撰写设计报告、调试总结及使用说明书。
3、设计扩展要求
（1）能显示输出温度；
（三）设计提示
1、基本原理：

被测对象
K—℃变换
放大
电压表
比较器
报警设备

2、温度传感器
建议采用AD590集成温度传感器进行温度～电流转换。它是一种电流型二端器件，其内部已作修正，具有良好的互换性和线性。有消除电源波动的特性。输出阻抗达10MΩ，转换当量为。器件采用B－1型金属壳封装。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
温度—电压变换电路如图1所示。由图可得：

如R=10KΩ，则。

图1 温度—电压转换电路 图2 K—℃变换电路
3、K—℃变换器
因为AD590的温控电流值是对应绝对温度K，而在设计中需要采用℃，由运放组成的加法器可以实现这一转换，参考电路如图2所示。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
元件参数的确定和－UR选取的指导思想是：0℃（即273K）时，。
4、放大器
设计一个反相比例放大器，使其输出u03满足100mV/℃。用数字电压表可实现温度显示。
5、比较器
由电压比较器组成，如图3所示。UREF为报警时温度设定电压，Rf2用于改善比较器的迟滞特性，决定了系统的精度。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。

图3 比较器 图4 驱动电路
6、调试要点和注意事项
用温度计测传感器处的温度T(℃)如T=27℃（300K）。若取R=10KΩ，则，调整UR的值使，若放大器的放大倍数为－10倍，则放大器的输出u03应为2.7V。测比较器的比较电压UREF值，使其等于所设定的温度乘以0.1V，如设定温度为50℃，则值为5V。比较器的输出可接LED指示或蜂鸣器。把温度传感器加热（可以电吹风吹）在温度小于设定值前LED应处于熄灭状态，反之，为点亮。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
7、实验用仪器设备
（1）数字电压表
（2）面包板或万能板
（3）智能电工实验台
8、设计用主要器件
AD590集成温度传感器一只、741四块、蜂鸣器/LED各一个、电阻电容若干、晶体管一只（驱动电路）、电阻若干構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
（四）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、整理测试数据
（五）设计总结
1、在测试中发现什么故障？如何排除？
2、心得体会。

附：《模拟电子技术》课程设计说明书书写格式
课程设计文档是学生从事课程设计工作的成果体现，它集中表明了作者在设计工作中获得的理论、思想、方法或见解，是教师评定成绩的主要依据。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
为了保证课程设计文档的质量，做到说明书格式的规范化，特作如下规定：
一、内容要求及格式
课程设计说明书应用汉语（简体汉字）撰写，内容应层次分明，数据可靠、文字简练、说明透彻、推理严谨。说明书内容一般应由九个主要部分组成，依次为：1. 封面，2.课程设计任务书， 3. 目录， 4. 说明书正文，5. 结束语，6.参考文献, 7.附录（根据设计的不同形式需要添加）。各部分的具体要求如下：尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
1．封面
格式：XXXXXXXX学校（初号黑体）
课程设计说明书（初号黑体）

课题名称————————（三号宋体）
专业名称————————（三号宋体）
学生班级————————（三号宋体）
学生姓名————————（三号宋体）
学生学号————————（三号宋体）
指导教师————————（三号宋体）
2．课程设计任务书
3．目录
列出说明书的大标题、一级和二级节标题，逐项标明页码，标题应该简明扼要、点出各部分主要内容。
“目录”两字居中（三号黑体），下空两行为章、节、小节（靠左）及其开始页码（靠右）。章、节、小节分别以如下方式：第1章、1.1、1.1.1依次标出，章、节、小节与页码之间用“．．．．．．”连接。每一级标题标题依次往后退一个汉字。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
4．说明书正文
正文是主体，一般可包括设计要求与指标、理论分析、计算方法、具体设计内容、测试方法和实验结果、数据分析和讨论、结论等。凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
标题：每章标题以三号黑体居中打印；“章”下空两行为“节”以四号黑体左起打印；“节”下为“小节”，以小四号黑体左起打印。换行后空二个汉字打印论文正文。正文采用小四号宋体，正文行间距为固定值24磅。例：恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
第1章 ×××× (居中书写)
1. 1 ××××
1.1.1 ××××
图、表、公式：文中的图、表公式一律采用阿拉伯数字分章（或连续）编号，如：图2-5，表3-2，公式（5-1）等。图序及图名居中置于图的下方，图中的术语、符号、单位等应与正文表述所用一致；表序及表名置于表的上方，表中参数应标明量和单位的符号；图序及图名、表序及表名采用五号楷体字。公式的编号用括号括起写在右边行末，其间不加虚线。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
图、表、公式等与正文之间要有一定的行间距。
5.结束语
设计总结、主要成果或结论、存在的问题等
6．参考文献
只列作者直接阅读过、在正文中被引用过的文献资料。参考文献一律列在正文的末尾，不得放在各章之后。在引用别人的结论时，应在引用处加以说明，严禁抄袭现象的发生。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
作者姓名写到第三位，余者写“，等”或“，et al。”。“参考文献”四字居中用三号黑体字，空一行左起按顺序依次列出参考文献，将序号置于方括号内，用小四号宋体字。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
几种主要参考文献的格式为：
连续出版物：序号 作者.文题. 刊名[J]，年，卷号（期号）：起~止页码
专（译）或编著：序号 作者.书名[M].出版地：出版社，出版年.起~止页码
技术标准：序号 发布单位.技术标准代号. 技术标准名称.出版地：出版者，出版日期
举例如下：
[1] 周绥平，陈宗基. DR算法的更新时间间隔研究. 系统仿真学报[J]，1999，7（2）：13~18氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
[2] 竺可桢. 物理学[M]. 北京：科学出版社，1973.56~60
[3] 中华人民共和国国家技术监督局. GB3100~3102. 中华人民共和国国家标准—量与单位. 北京：中国标准出版社，1994-11-01釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
7．附录（根据需要添加）
主要列入设计过程所做的实物图、公式推导，与正文分开。
8．页码
页码从正文开始至全文结束按阿拉伯数字连续编排，前置部分用罗马数字分别单独编排；页码位于页面底端，居中书写。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
二、打印及装订要求
一律采用WORD97以上版本编辑，用A4规格输出，打印区面积为240mm×146mm，双面打印。
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