1、模擬電子線路課程設(shè)計(jì),課程目的,學(xué)習(xí)模擬電子電路的元件選擇、安裝； 學(xué)習(xí)電子技術(shù)的調(diào)試技能。,課程要求,通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)選擇電子電路所用的元件，掌握電子電路的安裝技術(shù)，完成設(shè)計(jì)電路的安裝與調(diào)試。 提交符合規(guī)范要求的設(shè)計(jì)報(bào)告。,元器件在面包板上的插接技術(shù),常用的面包板有兩種結(jié)構(gòu)形式,如圖所示。 圖1所示的面包板上小孔孔心的距離與集成電路引 腳的間距相等。板中間槽的兩邊各有655個(gè)插孔，每5個(gè)一組,A、B、C、D、E是相通的，也就是兩邊各有65組插孔。雙列直插式集成電路的兩列引腳可分別插在兩邊，如圖1-7所示。每個(gè)引腳相當(dāng)于接出4個(gè)插孔，它們可以作為與其他元器件連接的輸出端，接線方便。面包板

2、最外邊各有一條1l5的插孔,共55個(gè)插孔,每5個(gè)一組是相通的，由于各個(gè)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn), 各組之間是否完全相同，要用萬用表量測后方可使用。兩邊的這兩條插孔一般可用作公共信號(hào)線，接地線和電源線。,a) 兩側(cè)各有兩條插孔 b) 兩側(cè)各有一條插孔,圖1 雙列直插式集成電路插入面包板的方式,2在面包板上的安裝技巧 1）集成電路的安裝 集成電路引腳必須插在面包板中央凹槽兩邊的孔中，插入時(shí)所有引腳應(yīng)稍向外偏，使引腳與插孔中的簧片接觸良好，所有集成塊的方向要致，缺口期左，便于正確布線和查線。集成塊在插入與拔出時(shí)要受力均勻以免引腳彎曲或斷裂。 2）連線 一般選直徑為0.6mm的單股導(dǎo)線，長度適當(dāng)。先

3、將兩頭絕緣皮剝?nèi)?mm8mm，然后把導(dǎo)線兩頭彎成直角，用鑷子夾住導(dǎo)線，垂直插入相應(yīng)的孔中。 3）布局 集成塊和晶體管的布局，一般按主電路信號(hào)流向的順序在一小塊面包板上直線排列。各級(jí)元器件圍繞各級(jí)的集成塊或晶體管布置，各元器件之間的距離應(yīng)視周圍元件多少而定。,合理布置地線。為避免各級(jí)電流通過地線時(shí)互相產(chǎn)生干擾特別要避免未級(jí)電流通過地線對某一線形成正反饋而產(chǎn)生自激，故應(yīng)將各級(jí)單獨(dú)接地，然后再分別接公共地線。,4）布線 第一級(jí)的輸入線與末級(jí)的輸出線、高頻線與低頻線要遠(yuǎn)離，以免形成空間交叉耦合，尤其在高頻電路中元器件插腳和連線應(yīng)盡量短而直，以免分布參數(shù)影響電路性能。 為使布線整潔和便于檢查盡可能采用不

4、同顏色的導(dǎo)線一般正電源線用紅色，負(fù)電源線用藍(lán)色，地線用黑色。要求連線緊貼面包板，注意盡量在器件周圍走線，一個(gè)孔只準(zhǔn)插一根線并且不允許導(dǎo)線在集成塊上方跨過。,一、 直流穩(wěn)壓電源 1.設(shè)計(jì)目的 1)熟悉集成穩(wěn)壓器的特點(diǎn)，能合理選擇使用； 2)掌握用集成穩(wěn)壓器組成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法； 3)掌握直流穩(wěn)壓電源的性能測試方法。,2.設(shè)計(jì)任務(wù) 利用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)一小功率直流穩(wěn)壓電源。 主要技術(shù)指標(biāo)如下： 輸出電壓： 能同時(shí)提供正、負(fù)電壓；輸出幅度Uo=3V12V連續(xù)可調(diào)； 輸出電流 IOmax=800mA； 紋波電壓的有效值 UO5mV； 穩(wěn)壓系數(shù) SV310-3； 電壓調(diào)整率 KU3%； 電流調(diào)整率

5、KI1%； 輸入電壓(有效值) VI=220V22V,3.選擇集成穩(wěn)壓器，確定電路形式。,參考電路,1. 設(shè)計(jì)目的 1) 由集成運(yùn)放構(gòu)成方波發(fā)生器、三角波發(fā)生器電路。 2) 掌握信號(hào)振蕩頻率和輸出幅度的測量方法； 2.設(shè)計(jì)任務(wù) 用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一個(gè)方波-三角波發(fā)生器。 滿足以下技術(shù)指標(biāo)： 1）振蕩頻率范圍為202kHz。 2）三角波振幅調(diào)節(jié)范圍為24V。,二、 方波、三角波發(fā)生電路,參考電路,1.設(shè)計(jì)目的 （1）熟悉測量放大器的性能指標(biāo)； （2）掌握測量放大器的設(shè)計(jì)方法、調(diào)試技術(shù)。 2.設(shè)計(jì)任務(wù) 利用通用型集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一個(gè)測量放大器。 技術(shù)指標(biāo)要求： 差模電壓增益 可調(diào)； 增益非線性誤差 0.5

6、 差模輸入阻抗 （應(yīng)由電路設(shè)計(jì)保證） 頻帶寬度 共模抑制比 最大輸出電壓峰峰值,三、測量放大器的設(shè)計(jì),差模輸入信號(hào)源輸出頻率為500Hz，峰峰值為40mV的正弦波。 共模輸入信號(hào)：直流電壓V1=V2=5V 。,參考電路,集成運(yùn)放： A741、A747、LM324,四、有源濾波器的設(shè)計(jì),1.設(shè)計(jì)目的 1)進(jìn)一步理解由運(yùn)放組成的RC有源濾波器的工作原理； 2)熟練掌握二階RC有源濾波器的工程設(shè)計(jì)方法； 3)掌握濾波器基本參數(shù)的測量方法； 2.設(shè)計(jì)任務(wù) 利用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一語音濾波器。技術(shù)指標(biāo)如下： 截止頻率： fH=3000Hz , fL=300Hz； 阻帶衰減速率： -40DB/10倍頻程。 通帶

7、增益：1。,參考電路,輸入正弦信號(hào)(VI=100mV，頻率自選) 。 集成運(yùn)放： A747。 2人一組，一個(gè)人做低通濾波器，一個(gè)人做高通濾波器，然后2人電路合成一個(gè)帶通濾波器。,五、功放電路設(shè)計(jì),1.設(shè)計(jì)目的 1) 掌握功率放大電路的工程設(shè)計(jì)方法； 3)掌握功率放大電路的調(diào)試與測量方法； 2.設(shè)計(jì)任務(wù) 已知RL=8，Vi=200mV,Vcc=12V,VEE=-12V。 性能指標(biāo)要求：Po1W。,參考電路,六、話筒放大器與混合前置放大器設(shè)計(jì),1.設(shè)計(jì)目的 掌握音響放大器的設(shè)計(jì)方法與裝調(diào)技術(shù)。 2.設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一具有話筒擴(kuò)音、音調(diào)控制的音響放大器。指標(biāo)要求如下： 額定功率 P01W 負(fù)載阻抗 R

8、L=8 頻響范圍 40Hz10kHz 輸入阻抗 Ri20k 音調(diào)控制特征：lkHz處的增益為0dB，100Hz和10kHz處均有12dB的調(diào)節(jié)范圍， AuL=AuH20dB。 器材：集成功率放大器LA4102一只，20低阻話筒輸出信號(hào)電壓為5mV，錄音機(jī)輸出信號(hào)電壓為100 mV ，集成運(yùn)放LM324一只，8/2W負(fù)載電阻一只，8/4W揚(yáng)聲器一只。電源VCC=+9V。,參考電路,設(shè)計(jì)報(bào)告,題目 設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)任務(wù) 技術(shù)指標(biāo) 參考電路圖 硬件調(diào)試所用儀器、 調(diào)試過程和結(jié)果(數(shù)據(jù)、圖、表等) 參考文獻(xiàn) 總結(jié),色碼代表的意義,返回,基本電子元器件的識(shí)別與使用,電阻器的色環(huán)表示方法,返回,基本電子元器

9、件的識(shí)別與使用,色環(huán)電阻示例,返回,基本電子元器件的識(shí)別與使用,第一環(huán)紅色，第一位有效數(shù)字為 2 第二環(huán)黃色，第二位有效數(shù)字4 第三環(huán)橙色，倍乘數(shù)103 誤差環(huán)本色，誤差為20%。,第一環(huán)黃色，第一位有效數(shù)字為 4 第二環(huán)紫色，第二位有效數(shù)字7 第三環(huán)紅色，倍乘數(shù)102 誤差環(huán)棕色，誤差為1%。,電位器表示,501 代表 500歐姆 ， 503 代表 50000歐姆 ，即50K。105代表阻值是1M的 。,電容的表示方法,容量大的電容其容量值在電容上直接標(biāo)明，如10 uF/16V。 容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示。 字母表示法： 1m=1000 uF ，1P2=1.2PF ，

10、1n=1000PF 數(shù)字表示法： 一般用三位數(shù)字表示容量大小，前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是倍率。 如：102表示10102PF=1000PF ， 224表示22104PF=0.22 uF,LM324和A741管腳,參考資料,1. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)仿真、實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)張麗華 劉勤勤 等編，西安電子科技大學(xué)出版社； 2. 電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試謝自美主編，華中科技大學(xué)出版社； 3. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)高吉祥主編，電子工業(yè)出版社。,電子電路調(diào)試技術(shù) 電子電路按照設(shè)計(jì)的電路參數(shù)進(jìn)行安裝后,由于電路分布參數(shù)的影響、元件值的誤差等各種復(fù)雜的因素的影響，往往難于達(dá)到預(yù)期的效果。必須通過安裝后的

11、測試和調(diào)整來加以改進(jìn),使電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此調(diào)試電子電路技術(shù)對從事電子技術(shù)及其有關(guān)領(lǐng)域工作的人員來說,是不可缺少的技能。 電路安裝完畢,通常不宜急于通電,先要認(rèn)真檢查連線、元器件安裝是否正確，確認(rèn)正確后,方可進(jìn)入調(diào)試階段。 1）調(diào)試方法 調(diào)試包括測試和調(diào)整兩個(gè)方面。所謂電子電路的調(diào)試,是以達(dá)到電路設(shè)計(jì)指標(biāo)為目的而進(jìn)行的一系列的測量一判斷一調(diào)整一再測量的反復(fù)進(jìn)行的過程。為了使調(diào)試順利進(jìn)行,設(shè)計(jì)的電路圖上應(yīng)當(dāng)標(biāo)明各點(diǎn)的電位值,相應(yīng)的波形圖以及其它主要數(shù)據(jù)。,調(diào)試方法通常采用先分調(diào)后總調(diào)。任何復(fù)雜電路都是由一些基本單元電路組成的,因此,調(diào)試時(shí)可以循著信號(hào)的流程,逐級(jí)調(diào)整各單元電路,使其參數(shù)基本符合

12、設(shè)計(jì)指標(biāo)。這種調(diào)試方法的核心是,把組成電路的各功能塊(或基本單元電路) 先調(diào)試好,并在此基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大調(diào)試范圍,最后完成整機(jī)調(diào)試。具體調(diào)試步驟如下: （1）通電觀察 把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源接入電路。觀察有無異?，F(xiàn)象，包括有無異常氣味、手摸元器件是否發(fā)燙，電源是否有短路現(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源。排除故障后才可通電。通過通電觀察,認(rèn)為電路初步工作正常,方可轉(zhuǎn)入正常調(diào)試。 （2）靜態(tài)調(diào)試 交流、直流并存是電子電路工作的一個(gè)重要特點(diǎn)。一般情況下,直流為交流服務(wù),直流是電路工作的基礎(chǔ)。因此,電子電路的調(diào)試有靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試之分。靜態(tài)調(diào)試一般是指在沒有外加信號(hào)的條件下所進(jìn)行的直流測試和調(diào)整過程。

13、如負(fù)載開路、接通電源,用萬用表測電源電壓是否正常,然后逐級(jí)粗測各級(jí)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn),這樣能及時(shí)發(fā)現(xiàn)已損壞的元器件,判斷電路工作情況,并及時(shí)調(diào)整電路參數(shù),使電路工作狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。 （3）動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。調(diào)試的技術(shù)是在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅值的信號(hào),并循著信號(hào)的流向逐級(jí)檢測各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象,應(yīng)采取不同的方法縮小故障范圍,最后設(shè)法排除故障。特別強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)調(diào)試前要對電路進(jìn)行消振。測試過程中不能憑感覺和印象,要始終借助儀器觀察。使用示波器時(shí),最好把示波器的信號(hào)輸入方式置于“DC”擋,通過直流耦合方式,可同時(shí)觀察被測信號(hào)的交、直流成分。

14、電路能正常工作后,即可進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)測試。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,逐一測試各項(xiàng)指標(biāo)。凡未能達(dá)到要求的,需分析原因并加以調(diào)整與改進(jìn)。,2）調(diào)試中注意事項(xiàng) 調(diào)試結(jié)果是否正確,很大程度受測量正確與否和測量精度的影響。為了保證調(diào)試的效果,必須減小測量誤差,提高測量精度。為此需注意以下幾點(diǎn): (1)正確使用測量儀器的接地端。凡是使用地端接機(jī)殼的電子儀器進(jìn)行測量,儀器的接地端應(yīng)和放大器的接地端連接在一起,否則儀器機(jī)殼引入的干擾不僅會(huì)使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化,而且將使測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。 (2)測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測處的等效阻抗。因?yàn)?若測量儀器輸入阻抗小,則在測量時(shí)會(huì)引起分流,給測量結(jié)果帶來很大誤差

15、。 (3) 測量儀器的帶寬必須大于被測電路的帶寬。 (4) 要正確選擇測量點(diǎn)。用同一臺(tái)測量儀器進(jìn)行測量時(shí),測量點(diǎn)不同,儀器內(nèi)阻引進(jìn)的誤差大小將不同。 (5) 測量方法要方便可行。需要測量某電路的電流時(shí),一般盡可能測電壓而不測電流,因?yàn)闇y電壓不必改動(dòng)被測電路,測量方便。 (6) 調(diào)試過程中,不但要認(rèn)真觀察和測量,還要善于記錄。只有有了大量的可靠的實(shí)際記錄并與理論結(jié)果加以比較,才能發(fā)現(xiàn)電路上的問題。 (7) 調(diào)試時(shí)出現(xiàn)故障,要認(rèn)真查找故障原因,切不可一遇故障解決不了就拆掉線路重新安裝。因?yàn)橹匦掳惭b的線路仍可能存在各種問題,如果是原理上的問題,即使重新安裝也解決不了問題。所以應(yīng)當(dāng)把查找故障,分析故障

16、原因,調(diào)試電路,看成一次好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),通過它來不斷提高自已分析問題和解決問題的能力。,電子電路抗干擾技術(shù) 在電子電路設(shè)計(jì)中，如果元器件的安裝與布線不合理，就有可能產(chǎn)生噪聲而形成干擾，另外在工作環(huán)境中存在著自然界或人為因素產(chǎn)生的電磁信號(hào),如50Hz 交流電壓、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、日光燈等帶來的雜散電磁波,這些電磁信號(hào)干擾通過一定的途徑進(jìn)入電子設(shè)備,也會(huì)影響電路的性能，嚴(yán)重時(shí)電路將無法正常工作。因此為了提高電子電路的工作可靠性和穩(wěn)定性，必須在設(shè)計(jì)中采取必要的抗干擾措施。下面介紹電子電路中常見的幾種干擾及其抑制方法。 1）電網(wǎng)高頻干擾及其抑制 任何電子設(shè)備都需要直流電源,而直流電源一般是由電網(wǎng)來的交流電

17、壓經(jīng)變壓器變壓,再經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓等電路產(chǎn)生的直流電壓提供。當(dāng)交流電網(wǎng)的負(fù)載突變時(shí)(如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和制動(dòng)) ,在負(fù)載突變處交流電源線與地之間將產(chǎn)生高頻干擾電壓,這個(gè)電壓引起的高頻電流經(jīng)過直流穩(wěn)壓電源、放大電路等與地之間的分布電容,經(jīng)地線再回到電網(wǎng)。這個(gè)高頻電流不僅沿導(dǎo)線流動(dòng),而且凡是有電容的地方都有它的良好通路,其中變壓器的分布電容引起的干擾電壓最大,從而影響電子電路的正常工作,尤其是高靈敏度的放大電路影響更為突出,因此必須采取措施加以抑制。常用抑制方法如下： (1) 在穩(wěn)壓電源中電源變壓器一次側(cè)、二次側(cè)之間加屏蔽層,同時(shí)屏蔽層要很好接地,。此時(shí)高頻電流由變壓器一次側(cè)通過屏蔽層流入地線而不經(jīng)

18、過后面的電路。 (2)在穩(wěn)壓電源交流進(jìn)線處加濾波器,用以濾去高頻干擾, 一般L 為幾十毫亨,C為幾千微法。 (3) 抑制交流干擾的另一個(gè)措施是采用“浮地”,即交流地線和直流地線分開,且只有交流地線接大地,這樣可避免交流干擾由公共地線串入,而影響電路的正常工作。,2）雜散電磁場干擾及其抑制 放大電路周圍存在雜散電磁場時(shí),放大電路的輸入電路或某些重要元器件處于這種變動(dòng)的電場和磁場中,就會(huì)感應(yīng)出干擾電壓。對于一個(gè)放大倍數(shù)比較高的放大器來說,只要第一級(jí)引入一點(diǎn)微弱的干擾電壓,經(jīng)過各級(jí)放大,放大器的輸出端就有一個(gè)較大的干擾電壓。 干擾源和放大器的輸入電路之間,存在著雜散電容C,構(gòu)成了干擾電流的回路。此干

19、擾電流在放大器的輸入電阻Ri 上產(chǎn)生干擾電壓。放大器輸入電阻越大,或雜散電容C越大,干擾電壓也就越大。,對于雜散電磁場的干擾,可采用下列措施: (1) 合理布局：為了減少分布參數(shù)的影響,要合理布局被測電路的元器件位置。高增益和高頻電路的輸入和輸出應(yīng)彼此遠(yuǎn)離,電源變壓器和濾波電容應(yīng)遠(yuǎn)離電路的輸入級(jí)。對有輸入變壓器的放大器,應(yīng)注意將輸入變壓器的線圈安裝得和干擾磁場垂直,以減少感應(yīng)的干擾電壓。電路的布線要合理,連線盡可能短。電路的輸入線、輸出線、交流、直流、弱信號(hào)、強(qiáng)信號(hào)等的聯(lián)線要盡可能分開走線,不要平行走線。輸入走線越長,越容易接收干擾。 (2) 屏蔽：屏蔽有靜電屏蔽和磁屏蔽兩種。屏蔽結(jié)構(gòu)可以將干

20、擾源或受干擾元件用屏蔽罩屏蔽起來,特別是多級(jí)放大器的第一級(jí)更為重要,或第一級(jí)的輸入線采用具有金屬套的屏蔽線,屏蔽線的外套接地。在抗干擾要求較高時(shí),可把放大器的前級(jí)或整個(gè)放大器都屏蔽起來。靜電屏蔽采用電導(dǎo)率較高的材料,如銅、鋁或鐵等金屬,其原理是在屏蔽罩接地后干擾電流經(jīng)屏蔽罩外層短路入地。磁屏蔽用具有高磁導(dǎo)率的磁性材料,如坡莫合金或鐵等金屬,其磁阻遠(yuǎn)小于被干擾電路與屏蔽罩之間空氣隙的磁阻,因而干擾磁場的磁力線大部分通過屏蔽罩而不通過氣隙進(jìn)入被干擾電路。此外,屏蔽罩的不同形狀其影響也不同,圓柱形屏蔽罩效果最好。,3）放大電路的自激及其抑制 電子設(shè)備的自激是實(shí)踐中最易發(fā)生的問題,防止自激不僅是在電路

21、上采取措施,而且在結(jié)構(gòu)工藝上也應(yīng)予以足夠的重視。 (1)在放大電路中采用外部相位補(bǔ)償電路消除自激。 (2)在電源端加接電源去耦濾波電路。 (3)印制板的布線要注意:電源線、地線要盡量加粗和縮短,以減少環(huán)路電阻,轉(zhuǎn)角處應(yīng)圓滑;信號(hào)線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離電源線。,4）信號(hào)地之間的干擾及其抑制 信號(hào)地是指信號(hào)電路、邏輯電路和控制電路的地。由于信號(hào)地必須通過導(dǎo)線連線,而任何導(dǎo)線都有一定的阻抗,流過各線的電流有所不同,因此各個(gè)接地點(diǎn)的電位不完全相同。設(shè)計(jì)接地點(diǎn)的目的是為了盡量減少各電路電流流過公共地阻抗時(shí)產(chǎn)生的耦合干擾,還要避免地環(huán)路電流,從而避免環(huán)路電流與其他電路產(chǎn)生耦合干擾。信號(hào)地的連接方法有下列幾種。 (1)單點(diǎn)接地。它是把各電路的地線接在一點(diǎn)上,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不存在環(huán)