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电子技术基础课程设计指导书及设计题目

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电子技术基础课程设计是在”电子技术基础”课程之后, 集中安排的重要实践性教学环节。学生运用所学的知识, 动脑又动手, 在教师指导下, 结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验, 培养和提高分析、 解决实际电路问题的能力。它是高等学校电子工程类专业的学生必须进行的一种综合性训练。
一、 课程设计的任务:
设计、 组装并调试一个简单的电子电路装置。需要综合运用”电子技术基础”课程的知识, 经过调查研究、 查阅资料、 方案论证与选定; 设计和选取电路及元器件; 组装和调试电路, 测试指标及分析讨论, 完成设计任务。
课程设计不能停留在理论设计和书面答案上, 需要运用实验检测手段, 使理论设计逐步完善, 做出达到指标要求的实际电路。经过这种综合训练, 掌握电路设计的基本方法, 提高动手组织实验的基本技能, 培养分析解决电路问题的实际本事, 为以后毕业设计和从事电子电路实际工作打下基础。
课程设计主要是围绕一门课程的内容所做的综合练习。题目出自实际电路, 一般没有固定的答案。但由于电路比较简单、 定型, 又不是真实的生产、 科研任务, 因此基本上能有章可循, 完成起来并不困难。这里的着眼点是从理论学习的轨道上逐步引向实际方面来, 把过去熟悉的定性分析、 定量计算逐步和工程估算、 实验调整等手段结合起来, 掌握工程设计的步骤和方法, 了解科学实验的程序和实施方法。这对今后从事技术工作无疑是个启蒙训练。
二、 课程设计的要求
从课程设计的任务出发, 应当经过设计工作的各个环节, 达到以下要求:
( 1) 巩固和加深对电子电路基本知识的理解, 提高综合运用本课程所学知识的能力。
( 2) 培养根据课题需要选学参考书籍, 查阅手册、 图表和文献资料的自学能力。经过独立思  考, 深入钻研有关问题, 学会自己分析并解决问题的方法。
( 3) 经过电路方案的分析、 论证和比较, 设计计算和选取元器件, 电路组装、 调试和检测等环节, 初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
( 4) 掌握常见的仪器、 设备的正确使用方法, 学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法, 提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。
( 5) 了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范, 能按设计任务书的要求, 完成设计任务, 编写设计说明书, 正确地反映设计与实验的成果, 正确地绘制电路图等。
( 6) 培养严肃、 认真的工作作风和科学态度。经过课程设计实践, 逐步建立正确的生产 观点、 经济观点和全局观点。
三、 电子电路一般设计方法
电子电路种类很多, 设计方法也不尽相同, 特别是随着集成电路的迅速发展, 各种专用功能的新型器件大量涌现, 使电路设计工作发生了巨大的变革。原始的分立元件电路的设计方法, 已渐渐被集成块直接组装所取代。因此, 要求设计者应把精力从单元电路的设计与计算, 转移到整体方案的设计上来, 不断熟悉各种集成电路的性能、 指标, 根据总体要求恰当选取集成器件, 合理地进行连接实验, 完成总体的系统设计。
电子电路的一般设计过程:
由于电子电路种类繁多, 使得电路的设计过程和步骤也不完全相同。不过多数情况下, 还是有共同的规律可遵循。一般来说, 对于简单的电子电路装置的设计步骤大致如图1所示。其中包括: 选定总体方案与框图; 分析单元电路的功能; 选择器件与参数计算; 画出并设计总体电路图; 电路的安装与调试; 确定实际的总体电路等。下面概要介绍各个步骤的主要工作。

1、 选定总体方案与框图
根据设计任务、 指标要求和给定的条件, 分析所要设计的电路应该完成的功能, 并将总体功能分解成若干单项的功能, 分清主次和相互的关系, 形成若干单元功能块组成的总体方案。该方案能够有多个, 需要经过实际的调查研究、 查阅有关资料和集体讨论等方式, 着重从方案能否满足要求、 构成是否简单、 实现是否经济可行等方面, 对几个方案进行比较和论证, 择优选取。对选取的方案, 常见方块图的形式表示出来。注意每个方块尽可能是完成某一种功能的单元电路, 特别是关键的功能块的作用与功能一定要表示清楚。还要表示出它们各自的作用和相互之间的关系, 注明信息的走向和制约关系。
2、 分析单元电路的功能
任何复杂的电子电路装置和设备, 都是由若干具有简单功能的单元电路组成的。总体方案的每个方块, 往往是由一个主要单元电路组成的, 它的性能指标也比较单一。在明确每个单元电路的技术指标的前提下, 要分析清楚各个单元电路的工作原理, 设计出各单元电路的结构形式。要利用过去学过的或熟悉的单元电路, 也要善于经过查阅资料、 分析研究一些新型电路, 开发利用～些新型器件。
各单元电路之间要注意在外部条件、 元器件使用、 连接关系等方面的相互配合, 尽可能减少元件的类型、 电子转换和接口电路, 以保证电路简单、 工作可靠、 经济实用。各单元电路拟定之后, 应全面地检查一遍, 看每个单元各自的功能是否能实现, 信息是否能畅通, 总体功能是否满足要求。如果存在问题, 还要针对问题作局部调整。
3、 选择器件与多数计算
单元电路确定之后, 根据其工作原理和所要实现的功能, 首先要选择在性能上能满足要求的集成器件。所选集成器件最好完全满足单元电路的要求。当然在多数情况下集成器件只能完成部分功能, 或者需要同其它集成器件和电子元器件组合起来组成所需的单元电路。这里需灵活运用过去学过的知识, 也需要十分熟悉各种集成电路的性能和指标, 注意对新型器件的开发和利用。
经常会出现这种情况, 在花费了许多工夫之后依然选不到合适的电路, 或者性能指标达不到要求, 或者电路太复杂实现十分困难。这就需要对总体方案作修正或改进, 调整某些功能方块的分工和指标要求。可见, 电路设计中有时要经过这样多次的重复修正和完善。
每个单元电路的结构、 形式确定之后, 需对影响技术指标和参数的元器件进行计算。这种计算有的需根据电路理论的有关公式、 有的按照工程估算方法, 还有的需要用经验数据。用计算方法得到的器件参数, 还要按照元器件的标称值选取实用的元器件。
4、 画出预设计总体电路图
根据单元电路的设计、 计算与元器件选取的结果, 画出预设计的总体电路图。总体电路图应当包括总体电路原理图和实际元器件的接线图。需要制作出实用装置的题目, 还要做出印刷电路板的工艺设计。
总体电路图应按元器件国标或部标的规定以及电路图的规范画出。图中要注意信号输入和输出的流向, 一般信号流向是从左至右或从上至下, 各单元电路也应尽可能按此规律排列, 同时要注意布局合理。
总体电路图尽可能画在一张图纸上。如果电路比较复杂, 应当把主电路画在一张图纸上, 而把一些比较独立或次要的单元电路画在另一张或几张图纸上, 但要标明相互的连接关系。所有的连接线要”横平、 竖直”, 相连的交叉线要在交点上用圆点标出。电源线和地线尽可能统一, 并标出电源电压数值。
总体电路图画出之后, 还要进行认真的审查。检查总体电路是否满足方案的要求, 单元电路是否齐备; 每个单元电路的工作原理是否正确, 能否实现各自的功能; 各单元电路之间的连接有无问题, 电平和时序是否合适; 图中标注的元器件型号、 管脚、 参数值等是否正确等。这种审查十分重要, 以防在安装、 调试中损坏器件。
5、 电路的安装与调试
电路的安装与调试是完成课程设计的重要环节。它是把理论设计付诸实践, 制做出符合设计要求的实际电路的过程。安装与调试为学生创造了一个动脑又动手, 独立开展电路实验的机会。要求学生掌握电子电路的基本制作工艺和操作技能, 运用实验的手段检验理论设计中的问题, 运用学过的知识指导电路调试和检测工作, 使理论与实际有机地结合起来, 提高分析解决电路实际问题的能力。
课程设计的电路安装, 应根据题目的要求和教学条件, 能够制作出实际的电子电路装置, 也能够利用实验箱完成电路。前者还需要考虑电路的布局、 制作专门的印刷电路板、 焊接和组装电路等。
由于多种实际因素的影响, 原来的理论设计可能要作修改, 原来选择的元器件需要调整或改变参数, 有时还需要增加一些电路或器件, 以保证电路能稳定地工作。因此, 调试之后很可能要对前面”选择器件和参数计算”一步中所确定的方案再作修改, 最后完成实际的总体电路。
6、 确定实际的总体电路
经过电路调试和技术指标的检测, 达到了预期的设计要求, 即可确定所要设计的总体电路, 并画出实际的总体电路图。按规定还要列出所用的元器件名细表。
课程设计还要求学生对设计的全过程作出系统的总结, 写出设计说明书。
电子技术课程设计的主要任务是经过解决一、 两个实际问题, 巩固和加深在模拟电子技术基础( 或低频电子技术) 课程中所学的理论知识和实践技能, 基本掌握常见电子电路一般设计方法, 提高电子电路的设计和实践能力, 为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
电子技术课程设计的主要内容包括理论设计、 仿真、 安装与调试方法及写出设计总结报告等。其中理论设计又包括选择总体方案设计、 单元电路设计、 选择元器件及计算参数等步骤, 是课程设计的关键环节。安装与调试是把理论付诸实践的过程, 经过安装与调试, 进一步完善电路, 使之达到课程所要求的性能指标, 使理论设计转变为实际产品。课程设计的最后要求写出设计报告, 把理论设计的内容、 仿真、 组装调试的过程及性能指标的测试结果进行全面的总结, 把实践内容上升到理论的高度。
四、 课程设计的一般设计方法
( 一) 、 总体方案的选择
1、 选择总体方案的一般过程。
设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体案根据所提出的任务、 要求和性能指标, 用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体, 来实现各项功能, 满足设计题目的要求和技术指标。
由于符合要求的总体方案往往不止一个, 应针对任务、 要求和条件, 查阅有关资料, 以广开思路, 提出若干不同的方案, 然后分析每个方案的可能性和优缺点, 加以比较, 从中取优。在选择过程中, 常见框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细, 只要说明基本原理即可。
2、 选择方案应注意的几个问题
( 1) 应当针对关系到电路全局的问题, 多提出不同的方案, 深入分析比较。从而找出最优方案。
( 2) 既要考虑方案的可行性, 又要考虑性能、 可靠性、 成本、 功耗等实际问题。
( 二) 、 单元电路的设计
在确定了总体方案、 画出框图之后, 便可进行单元电路设计。一般方法和步骤:
1、 根据设计要求和已选择的总体方案的原理框图, 确定对各单元电路的设计要求, 必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。应注意各单元电路之间的相互配合, 但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路, 以简化电路结构, 降低成本。
2、 拟定出各单元电路的要求后, 应全面检查, 确实无误后方可按一定顺序分别设计各单元电路。
3、 选择单元电路的结构形式。一般情况下, 应查阅有关资料, 以丰富知识、 开阔眼界, 从而找到合适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求的电路时, 也可选用与设计要求比较接近的电路, 然后调整电路参数。
( 三) 、 电路的画法
设计好各单元电路后, 应画出总电路图。总电路图是进行实验和印制电路板设计制的主要依据, 也是进行生产、 调试、 维修的依据, 因此画好一张总电路图非常重要。
画总电路图的一般方法如下:
1、 总电路图应注意信号的流向, 一般从输入端或信号源画起, 由左到右或由上到下信号的流向依次画出各单元电路。电路的排列合理、 美观协调。
2、 尽量把总电路图画在同一张图样上, 若电路比较复杂, 一张图样画不下, 应把主电路画在同一张图样上, 而把一些比较独立或次要的部分画在另张或几张图上, 并用适当的方式说明各图之间的信号联系。
3、 电路图中所有的连线都要表示清楚, 各元件之间的绝大多数连线应在图样上指出, 连线一般画成水平或竖直线一般不画斜线。相互连通的交叉线, 应在交叉处用圆点标出。
4、 路图中的集成电路, 一般见框图表示。在框图中标出其型号, 框的边线两侧标每根线的功能名称和管脚号。除中大规模集成器件外, 其余元器件的符号应标准化。
5、 集成电路器件的管脚较多, 多余的管脚应适当处理。
( 四) 、 元器件的选择
一般优先选择集成电路。
选择集成电路时应注意以下几点:
( 1) 应熟悉集成电路的品种和几种典型产品的型号、 性能、 价格等, 以便在设计时能提出较好的方案, 较快地设计出单元电路和总电路。
( 2) 选择集成运放, 应尽量选择”全国集成电路标准化委员会提出的优选集成电路系列”中的产品。
( 3) 同一功能的数字集成电路有CMOS、 TTL产品, 根据需要适当选择, 尽量避免混用。
( 4) 阻容元件的选择。设计者应当熟悉各种常见阻容的种类、 性能和特点, 根据电路的要求进行选择。
( 五) 、 计算参数
根据已学过的知识, 搞清电路原理, 灵活运用计算公式。一般计算参数时应注意以下几点:
1、 器件的工作电压、 电流、 频率和功耗等应在允许的范围内, 并留有适当裕量。
2、 对于环境温度、 交流电网等工作条件, 计算参数时应按最不利的情况考虑。
涉及元件的极限参数时, 必须留有足够的裕量( 一般按1.5倍左右考虑) 。
电阻值应在常见标称系列内, 根据具体情况正确选择电阻的品种。
3、 非电解电容尽可能在100PF—0.1μF范围内选择, 其数值应在常见电容器标称
值系列内, 根据具体情况正确选择电容的品种保证电路性能的前提下, 尽量设法降低成本。
应把计算确定的各参数值标在电路图的恰当位置。
( 六) 、 审图
画出总体电路图并计算出全部参数值后, 要进行全面的审查, 审图时要注意以下几点:
1、 先从全局出发, 检查总体方案是否合适, 再检查各单元电路的原理是否正确, 电路形式是否合适。
2、 检查各单元电路之间的连接、 配合等有无问题。
3、 根据图中所标出的各元件的型号、 参数等, 验算能否达到性能指标, 有无合适的裕度, 以免实验时损坏。
3、 解决所发现的全部问题后, 若改动较多, 应复查一遍。
( 七) 、 仿真与修改
对设计的电路进行仿真调试。 修改电路元件参数达到合理值, 仿真电路参数及波形。
( 八) 、 组装与调试
1、 检查各元器件的性能和质量能否满足设计要求。
2、 检查各单元电路的功能和主要指标是否达到设计要求。
3、 检查各接口电路是否起到应有的作用。
4、 把各单元电路组合起来, 检查总体电路的功能, 从中发现设计中的问题。
( 九) 、 根据设计过程写出设计总结报告。

电子课程设计题目及要求
1、 声音放大电路的输入级与音调控制电路的设计
基本要求: ( 1) 放大倍数,
( 2) 频率范围 ,
( 3) 音调控制范围: 低音, 高音
2、 多频率点音调控制电路设计
基本要求: ( 1) 输出幅度: 当信号频率时输出幅度不下于
( 2) 输入信号
压电式拾音器 信号幅度 要求放大器输入电阻与之配合。
话筒 信号幅度 要求放大器应具有的输入电阻
线路1 信号幅度 要求放大器的输入电阻
线路2 信号幅度 要求放大器的输入电阻
( 3) 频率范围~
( 4) 音调控制频率点及控制范围
频率点:
调节范围: 各频率点有调节范围
3、 扩音器中电子分频电路的设计
基本要求: ( 1) 分频频率
( 2) 衰减区/oct
4、 音频功率放大电路的设计
基本要求: ( 1)
( 2)
5、 扩音器的设计
基本要求: ( 1) 额定输出功率
( 2) 扬声器
( 3)
( 4) 音调调节范围: 低音 高音
6、 设计一个扩音器
基本要求: ( 1) 额定功率
低频道输出
高频道输出
( 2) 频率范围~
7、 设计一个音响放大器
基本要求: ( 1) 具有电子混响延时, 音调输出控制。
( 2) 已知话筒输出电压
( 3) 额定功率; 负载电阻
频率响应~=~
8、 设计一个音响放大器
基本要求: ( 1) 具有扩音、 电子混响延时, 音调输出控制功能
( 2) 已知话筒输出电压
( 3) 额定功率; 负载电阻
频率响应~=~
9、 直流稳压电源的设计
基本要求: 输出电压0~15V可调, 输出电流不小于
10、 直流稳压电源的设计
基本要求: 输出电压及最大输出电流
1档
2档
11、 设计一个方波、 三角波、 正弦波函数发生器
基本要求: ( 1) 频率范围1~10HZ , 10~100HZ
( 2) 输出电压 方波、 三角波、
正弦波
12、 多用信号发生器的设计
基本要求: ( 1) 波形种类: 正弦波、 正负矩形脉冲波、 锯齿波
( 2) 频率范围: 20~1000HZ
13、 设计音响系统的输出电平指示电路
基本要求: ( 1) 随着输入信号的增加LED被逐次点亮;
( 2) 点亮数目的反映声音的强度。
14、 设计一个声控闪光器。
基本要求: ( 1) 声音由拾音器拾取;
( 2) LED灯显能随着环境声音的强弱起伏而闪烁发光。
15、 设计一种由三极管和集成电路组成的光动电路。
基本要求: ( 1) 当光照度达到某一门限以上时喇叭发出音乐报警;
( 2) 当光照度低于门限值时音乐电路不工作。
16、 设计一种由比较器构成的光动报警电路。
基本要求: ( 1) 当光照度达到某一门限以上时喇叭发出音乐报警;
( 2) 当光照度低于门限值时音乐电路不工作。
17、 设计一个温控装置
基本要求: ( 1) 当温度达到某一门限以上时喇叭发出音乐报警;
( 2) 当温度低于门限值时音乐电路不工作。
18、 设计一个光电越限报警器
基本要求: ( 1) 有人超越规定的界限时报警;
19、 设计一个将脉搏跳动转换为电脉冲信号
基本要求: ( 1) 转换后的脉冲信号能够满足计数要求;
20、 设计一个电阻测量表
基本要求: 档位200欧、 2K欧、 2M欧、 20M欧
21、 设计一个交流、 直流电压测量表
基本要求: 档位1V、 10V、 100V、 1000V
22、 设计一个电容、 电感测量表
基本要求: 档位自选( 不许抄竞赛的内容)
23、 自己拟定题目( 先交给老师审阅, 老师同意方可)
题目要求:
⒈根据题目方向写出《调研报告》。报告内容必须包含:
①调研及检索情况
②题目方向的现状分析
③自己提出合理先进的题目参数要求。
⒉根据自己提出的题目参数要求进行设计并完成《设计报告》。报告内容必须包含:
①系统原理框图
②系统设计思路
③各单元电路的设计与计算
④电路的仿真调试过程
⑤总结和思考
⑥元器件明细表
⑦电路原理图
三、 电子技术课程设计的时间安排

时间
周一
周二
周三
周四
周五
周六
周日

一
周
设计理论讲解、 布置题目
查资料
总体设计
查资料
总体设计
单元设计
参数计算
单元设计
参数计算
仿真修改
选择元件
单元设计
参数计算
仿真修改
选择元件
安装
调试
整理报告
安装
调试
整理报告
整理报告答辩

四、 电子技术课程设计的成绩考核
成绩分优、 良、 中、 及格、 不及格五等。成绩的评定是一个综合评定, 其中包括考勤、 纪律与态度、 设计的创新性、 设计报告质量等。