1、模擬電路課程設計模擬電路課程設計課程設計課題與實驗室可提供的元器件課程設計課題與實驗室可提供的元器件模擬電路實驗室 編課題說明課題說明四個結合：四個結合： 模、數結合；軟、硬結合； 理論與實際相結合；功能與工藝相結合課題自由選擇：課題自由選擇： 每一道題分基礎部分和選做部分，分別采取不同的分值系數每一道題分基礎部分和選做部分，分別采取不同的分值系數（0.80.81.21.2）。同學可以根據自己能力自由選擇。成績計分方）。同學可以根據自己能力自由選擇。成績計分方法為：法為： 最終成績最終成績 = = 原始得分（滿分原始得分（滿分100100） 分值系數分值系數 例如：采用例如：采用0.80.8系

2、數的題目，完成成績?yōu)橄禂档念}目，完成成績?yōu)?090分，最終成績?yōu)榉?，最終成績?yōu)?272分。分。設計題一設計題一 自選電路自選電路功能完整、結構簡單先進、成本較低、有個人特色功能完整、結構簡單先進、成本較低、有個人特色1 1、自已選自己喜歡、實用的電路。所選電路可包、自已選自己喜歡、實用的電路。所選電路可包 括模擬或模擬和數電部分。括模擬或模擬和數電部分。2 2、所用元器件最好能在實驗室可找。、所用元器件最好能在實驗室可找。3 3、可以做成、可以做成PCBPCB板。板。此題分值系數為此題分值系數為1.2。本課題可由所有班級的同學選做。本課題可由所有班級的同學選做。設計題二（設計題二（1 1） 三

3、極管三極管值范圍分選電路的設計值范圍分選電路的設計設計任務和要求設計任務和要求設計制作一個三極管值范圍分選電路的裝置。要求：1、值的范圍小于200及大于200200對應的分檔編號分別是1 1、2 2； 待測三極管為空時顯示0 0。2、用數碼管顯示值的檔次檔次；3、電路采用5V5V或或5V5V電源供電。4、設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。注：選做此題的分值系數為注：選做此題的分值系數為0.8。本課題供本課題供(3、4)班同學選做。班同學選做。注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設計的

4、電源電路。裝自設計的電源電路。設計題二（設計題二（2 2） 電容值范圍分選電路的設計電容值范圍分選電路的設計設計任務和要求設計任務和要求設計制作一個電容值范圍分選電路的裝置。要求：1、電容值在1UF1UF10UF10UF范圍內時顯示1 1，對該范圍以外顯示0 0。2、用數碼管顯示電容值的檔次檔次；3、電路采用5V5V或或5V5V電源供電。4、設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。注：選做此題的分值系數為。注：選做此題的分值系數為。注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設計的電源電路。裝自設

5、計的電源電路。本課題供本課題供(?)班班同學選做。同學選做。設計題三設計題三(1)(1)：增益可自動變換的放大器：增益可自動變換的放大器1 1、設計任務、設計任務: : 設計制作一個增益可自動變換的交流放大器。2 2、設計要求、設計要求 （1 1）基本功能）基本功能 放大器增益可在1倍、2倍、3倍、4倍四檔間巡回切換，切換頻率為1Hz。 電源采用+5V單電源供電。 （2 2）發(fā)揮部分）發(fā)揮部分 a、可以隨機對當前增益進行保持，保持時間為4S，保持完后 繼續(xù)巡回狀態(tài) b、對指定的任意一種增益進行選擇和保持（保持時間為4S ）， 保持完后返回巡回狀態(tài)。并通過數碼管顯示當前放大電路的放 大倍數，用0

6、、1、2、3分別表示1、2、3、4倍即可。 本課題只供（本課題只供（2）班同學選做。班同學選做。 用給定的集成運算放大器、集成模擬開關等器件設計一個增益自動切用給定的集成運算放大器、集成模擬開關等器件設計一個增益自動切換的電壓放大電路，輸入測試信號是頻率換的電壓放大電路，輸入測試信號是頻率f1000Hz，Vi2V的的正弦交流正弦交流信號信號。具體要求如下：。具體要求如下： （1）當）當0VVi 1V時，放大電路的增益為時，放大電路的增益為3倍；倍； （2）當）當1VVi 2.0V時，放大電路的增益為時，放大電路的增益為2倍；倍； （3）當）當Vi 2.0V時，放大電路的增益為時，放大電路的增益

7、為0.5倍；倍； （4）設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源）設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。設計題三（設計題三（2 2）：增益自動變換放大電路設計）：增益自動變換放大電路設計參考課本參考課本P454-P457。本課題只由本課題只由（1）班同學）班同學選做。選做。注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設計的電源電路。裝自設計的電源電路。設計題四設計題四 半導體三極管半導體三極管值測量儀值測量儀設計任務和要求設計任務和要求 設計一個可測量NPN型硅三極管的值大小的顯示測量電路（200）,要求： 1、三極管值大小的個位、十

8、位分別用數碼管顯示，百位用發(fā)光二極管表示，顯示范圍為0-199。 2、響應時間不超過2秒,顯示器顯示讀數清晰，注意避免出現“疊加現象”。 3、電源采用5V或5V供電。 注：選做此題的分值系數為注：選做此題的分值系數為1.21.2。本課題只供有興本課題只供有興趣的同學選做。趣的同學選做。設計思路設計思路 1、被測三極管通過-V-V轉換電路轉換電路把三極管的值轉換成對應的電壓（參見題2原理），然后再通過壓控振蕩器壓控振蕩器把電壓轉換成頻率，若計數計數時間及電路參數選擇合適，在計數時間內通過的脈沖脈沖個數個數即為被測三極管的值。 2、由于值范圍為0-199，因此百位數只有0和1兩種情況，因此百位顯示

9、可以考慮不用譯碼管直接輸出顯示（0時無顯示，1時顯示1），總共只用兩個譯碼管即可。方框圖方框圖被測三極管-V轉換電路壓控振蕩器計數時間產生電路計 數 器譯碼電路&顯 示設計題五設計題五 電容值測量儀的設計電容值測量儀的設計設計任務和要求設計任務和要求 設計一個可測量電容值的電路。要求：設計一個可測量電容值的電路。要求： 1 1、電容測量范圍自定。（至少能測量三個電容值）、電容測量范圍自定。（至少能測量三個電容值） 2 2、能實現電容的測試與顯示。、能實現電容的測試與顯示。 3 3、電源采用、電源采用5V5V或或5V5V供電。供電。 注：選做此題的分值系數為注：選做此題的分值系數為1.2

10、1.2。預設計和報告的編寫由個人單獨完成，每人預設計和報告的編寫由個人單獨完成，每人一份，不能雷同！一份，不能雷同！在安裝調試電路時可兩人共同完成，但每人要安裝在安裝調試電路時可兩人共同完成，但每人要安裝50%左右獨立的電路，兩人調試完畢再合并統(tǒng)調。左右獨立的電路，兩人調試完畢再合并統(tǒng)調。本課題只供有興本課題只供有興趣的同學選做。趣的同學選做。 電容測量的基本原理，就是先將電容量通過電路轉換成電壓、時間等電容測量的基本原理，就是先將電容量通過電路轉換成電壓、時間等參量，然后再將這些量以適當的方式顯示出來。參量，然后再將這些量以適當的方式顯示出來。設計方法一設計方法一: :參考課本參考課本P39

11、9P399習題習題7.267.26和和P588-P592P588-P592。設計方法二設計方法二: :采用脈寬調制法。采用脈寬調制法。參考課本參考課本P351-P355P351-P355。 該方法的基本原理是將電容量轉換成時間間隔，然后通過數字方式顯示出時該方法的基本原理是將電容量轉換成時間間隔，然后通過數字方式顯示出時間間隔（電容量）。其由一個多諧振蕩器（間間隔（電容量）。其由一個多諧振蕩器（P353P353圖圖6.5.66.5.6）和一個單穩(wěn)態(tài)）和一個單穩(wěn)態(tài)(P351(P351圖圖6.5.4)6.5.4)組成。當組成。當R R不變時不變時, ,改變電容改變電容C C則輸出脈寬則輸出脈寬T

12、TW W也隨之改變也隨之改變, ,由由T TW W的脈寬就可求的脈寬就可求出電容的大小。出電容的大小。T TW W=RCln3=1.1RC ; f=1/T=1.43/(R=RCln3=1.1RC ; f=1/T=1.43/(R1 1+2R+2R2 2)C)C1 1 ; ; q=T q=TW W/T=1.57RC/ (R/T=1.57RC/ (R1 1+2R+2R2 2)C)C1 1 設計提示設計提示元件選擇時，應注意：元件選擇時，應注意：1 1、f f不要太高，不要太高，d d應在應在50%50%左右。左右。 f f常選常選200Hz200Hz，一般頻率越高，可測電容越小，但，一般頻率越高，可

13、測電容越小，但也造成測量誤差越大。也造成測量誤差越大。2 2、RCRC不宜太小，因單穩(wěn)態(tài)的充電回路是電源不宜太小，因單穩(wěn)態(tài)的充電回路是電源R R對對C C充電，但不是恒流充電，線性較充電，但不是恒流充電，線性較差，故差，故RCRC要盡量大，兼故到電阻的取值，取要盡量大，兼故到電阻的取值，取1ms-2ms1ms-2ms為宜。為宜。3 3、為了保證一定的測量范圍，建議小范圍改變（通常為、為了保證一定的測量范圍，建議小范圍改變（通常為1010倍）倍）R R值，大范圍改變值，大范圍改變C C值值4 4、電阻建議在、電阻建議在1K-1K-幾百幾百K K內選擇，多諧振蕩器輸出接一個微分電路，控制單穩(wěn)輸入的

14、內選擇，多諧振蕩器輸出接一個微分電路，控制單穩(wěn)輸入的負脈寬度。電容可選負脈寬度。電容可選100PF100PF左右，最后由實驗確定。電容量的數字顯示原理框圖如下：左右，最后由實驗確定。電容量的數字顯示原理框圖如下：與與門門標準脈沖源標準脈沖源計計 數數 器器譯碼與驅動電路譯碼與驅動電路顯示電路顯示電路門控門控控制計數脈控制計數脈沖的個數沖的個數設計時應考慮標準計數脈沖的振蕩頻率，使之與電容設計時應考慮標準計數脈沖的振蕩頻率，使之與電容C大小成大小成10n倍關系。倍關系。與與門門標準脈沖源標準脈沖源計計 數數 器器譯碼與驅動電路譯碼與驅動電路顯示電路顯示電路門控門控控制計數脈控制計數脈沖的個數沖的

15、個數清零清零取樣時間取樣時間t1t2t1t2清零清零 計數計數 保持保持單脈沖單脈沖觸發(fā)器觸發(fā)器1 1K1 1J設計題六設計題六 頻率頻率/ /電壓變換器的設計電壓變換器的設計設計任務和要求設計任務和要求 設計一個頻率設計一個頻率/ /電壓變換器。要求：電壓變換器。要求： 1 1、當、當正弦波信號正弦波信號的頻率的頻率fi在在200HZ2KHZ范圍內變化時，對應范圍內變化時，對應 的直流電壓的直流電壓VO在在1V5V范圍內線性變化范圍內線性變化。 2 2、正弦波信號由函數信號發(fā)生器提供。、正弦波信號由函數信號發(fā)生器提供。 3 3、電源采用、電源采用12V12V供電。供電。 注：選做此題的分值系

16、數為注：選做此題的分值系數為1 1。本課題只由電本課題只由電信信(3)(4)班同學選做。班同學選做。 通過本課題的設計，要求熟悉集成頻率通過本課題的設計，要求熟悉集成頻率/ /電壓變換器電壓變換器LM331LM331的主要性能和典型的主要性能和典型應用，掌握運算放大器基本電路的原理，并掌握它們的設計、測量和調試方法。應用，掌握運算放大器基本電路的原理，并掌握它們的設計、測量和調試方法。 本課題可供選擇的方案有兩種：本課題可供選擇的方案有兩種：1 1、用通用型運算放大器構成微分器，其輸出、用通用型運算放大器構成微分器，其輸出與輸入的的正弦信號頻率成正比。與輸入的的正弦信號頻率成正比。2 2、直接

17、應用頻率、直接應用頻率/ /電壓變換器電壓變換器LM331LM331，其輸出與，其輸出與輸入的的脈沖信號重復頻率成正比。輸入的的脈沖信號重復頻率成正比。圖中VO=2.09RLRtCtfi/Rs RX=(VCC-2V)/0.2mA可見，當RLRtCtRs 一定時，VO正比于fi，對于某一對于某一fi，要使，要使VO為其對應值，可調節(jié)為其對應值，可調節(jié)RS的大小，由于恒流源電流的大小，由于恒流源電流I允許在允許在10UA500UA范圍內調節(jié)，故范圍內調節(jié)，故RS可在可在190K3.8k內調節(jié)。一般內調節(jié)。一般RS在在10K左右取用。左右取用。脈沖波脈沖波VPP2V設計提示設計提示參考課本參考課本P

18、345-P347。12V100K1.9V1Kfi i（HzHz）200200650650110011001550155020002000Vo(v)Vo(v)0.20.20.650.651.11.11.551.552 2VO和和fi的關系的關系系統(tǒng)框圖：（供參考）系統(tǒng)框圖：（供參考）函數波形發(fā)生器函數波形發(fā)生器正弦波正弦波fi=200Hz2KHz比較器比較器方波方波VO1F/V變換變換反相器反相器反相反相加法器加法器直流直流VO20.2V2V-0.2V-2VVO3參考電壓參考電壓VRVO1V5V設計題七設計題七 音頻功率放大器的設計音頻功率放大器的設計設計任務和要求設計任務和要求 設計一個音頻功

19、率放大器。要求：設計一個音頻功率放大器。要求： 1 1、最大不失真輸出功率：、最大不失真輸出功率：PomPom2W2W。 2 2、負載阻抗：、負載阻抗：RL=8RL=8 3 3、頻率響應、頻率響應( (無高低音提升和衰減時無高低音提升和衰減時) )；50H50HZ Z20KH20KHZ Z（3dB3dB）。）。 4 4、音調調節(jié)范圍：低音（、音調調節(jié)范圍：低音（5050H HZ Z）為）為12dB12dB，高音（高音（20K20KH HZ Z）為）為12dB12dB， 5 5、全諧波非線性失真：、全諧波非線性失真：D D 10%10% 6 6、輸入阻抗；、輸入阻抗；10K10K。 7 7、輸入

20、電壓；、輸入電壓；50mV50mV 8 8、噪聲電壓：、噪聲電壓：VnVn 50mV 50mV 注：選做此題的分值系數為注：選做此題的分值系數為1.21.2。本課題只供有興本課題只供有興趣的同學選做。趣的同學選做。給定條件：給定條件：1 1、集成功率放大器采用、集成功率放大器采用TDA2030TDA2030；2 2、集成前置放大電路采用、集成前置放大電路采用LM324LM324；3 3、高低音調調節(jié)電位器選用、高低音調調節(jié)電位器選用100K100K；4 4、音量調節(jié)電位器選用、音量調節(jié)電位器選用10K10K。安裝調試注意事項：安裝調試注意事項：1 1、音頻功率放大器功率較大，不適宜在面包板上工

21、作，可選擇在通用、音頻功率放大器功率較大，不適宜在面包板上工作，可選擇在通用板上進行焊接。板上進行焊接。（先畫出（先畫出PBCPBC板焊接圖）板焊接圖）2 2、在進行元件布局和走線時，應使連線盡可能短而直，否則不僅產生、在進行元件布局和走線時，應使連線盡可能短而直，否則不僅產生自激，且難以清除。自激，且難以清除。設計題八設計題八 集成運算放大器簡易測試儀的設計集成運算放大器簡易測試儀的設計設計任務和要求設計任務和要求 1、設計一臺能夠用來判斷運算放大器好壞的簡易測試儀。設計一臺能夠用來判斷運算放大器好壞的簡易測試儀。 2 2、設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。、設計本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。注

22、：選做此題的分值系數為注：選做此題的分值系數為1 1。（以集成。（以集成LM741LM741為例）為例）注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設計的電源電路。裝自設計的電源電路。本課題供本課題供(5)(6)班班同學選做。同學選做。 原理框圖如下：原理框圖如下： 正弦波產生電路正弦波產生電路被測運算放大器被測運算放大器毫伏表電路毫伏表電路直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源1、正弦波產生電路可采用文氏正弦波振蕩電路或、正弦波產生電路可采用文氏正弦波振蕩電路或RC移相式正弦信號產移相式正弦信號產生電路。生電路。2、毫伏表電路可用

23、集成運放、整流電橋和電流表組成，使流過電流表、毫伏表電路可用集成運放、整流電橋和電流表組成，使流過電流表的電流值正比于輸入電壓值，其原理電路如下圖所示：的電流值正比于輸入電壓值，其原理電路如下圖所示：設計提示設計提示VIRORPORFO1、由于運放開環(huán)增益、輸入電阻很高，則其同相端和反相端電壓近似、由于運放開環(huán)增益、輸入電阻很高，則其同相端和反相端電壓近似相等。相等。2、流過、流過RFO的電流等于流過的電流等于流過RO的電流，則的電流，則ifo=ui/RO,可見流過表頭的電可見流過表頭的電流與流與VI成正比。成正比。參考課本參考課本P454-P457。VIRORPORFORVO原理電路圖原理電

24、路圖交流表電路交流表電路設計任務設計任務: 設計制作一個簡易的高低電平報警器。要求設計制作一個簡易的高低電平報警器。要求 ： 1、輸入電壓、輸入電壓VI2/3VCC或或VI1/3VCC 時電路報警；時電路報警； 2、VI為為010V步進電源，步進為步進電源，步進為1V，自設計，并仿真自設計，并仿真; 3、VCC=12V; 選做此題分值系數為選做此題分值系數為1。 設計題九：高低電平報警器的設計設計題九：高低電平報警器的設計注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不注意：電路調試時，電源用實驗室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不 用安裝自設計的電源電路。用安裝自設計的電源電路。本課題只由電本課

25、題只由電信（信（3）（）（4）班同學選做。班同學選做。系統(tǒng)框圖：系統(tǒng)框圖：010V步進電源步進電源VI010V窗口比較器窗口比較器報警電路報警電路步進電源系統(tǒng)框圖：參考課本步進電源系統(tǒng)框圖：參考課本P514、 P554-P556。 由于要求輸出由于要求輸出010V步進電源，可選用三端可調輸出集成穩(wěn)壓器步進電源，可選用三端可調輸出集成穩(wěn)壓器LM317，但，但 LM317輸出電壓范圍為輸出電壓范圍為1.2v37v，為了滿足輸出，為了滿足輸出010V，可再選用一片，可再選用一片LM337（輸出電壓范圍（輸出電壓范圍為為-1.2v-37v）使之輸出）使之輸出-1.2V，與，與LM317的的+1.2相加相加。從而使輸出達到。從而