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电子线路实习报告

电子线路实习报告 本文关键词:实习报告,电子线路

电子线路实习报告 本文简介:目录第一节:电子线路实习简介及软件介绍第二节:基本共射放大电路设计2.1电路设计要求2.2电路设计总体构思2.3电路参数计算及元件选择2.4总体电路图设计图2.5Multisim软件电路性能仿真数据测量图2.6波形图及波形分析第三节:积分运算放大电路设计3.1电路设计要求3.2电路设计总原理/电路参

电子线路实习报告 本文内容:

目录

第一节:电子线路实习简介及软件介绍

第二节:基本共射放大电路设计

2.1

电路设计要求

2.2

电路设计总体构思

2.3

电路参数计算及元件选择

2.4

总体电路图设计图

2.5

Multisim软件电路性能仿真数据测量图

2.6

波形图及波形分析

第三节:积分运算放大电路设计

3.1

电路设计要求

3.2

电路设计总原理/电路参数计算及元件选择

3.3

总体电路图设计图

3.4

Multisim软件电路性能仿真数据测量图

3.5

波形图及波形分析

第四节:差分放大电路设计

4.1

电路设计要求

4.2

电路设计总体构思

4.3

电路参数计算及元件选择

4.4

总体电路图设计图

4.5

Multisim软件电路性能仿真数据测量图

4.6

波形图

第一节:电子线路实习简介及软件介绍

电子线路实习简介

随着信息技术的高速发展,电子产品的更新换代的速度远远超乎我们的想象。作为新一代的大学生,为了适应时代的发展,跟上时代发展的脚步,同时适应电路电子技术日新月异的发展趋势,培养优秀的大学生人才成为了每所大学必不可少的功课。因此,为了加强学生实践能力和创新能力的培养,学校安排了电子线路实习内容,目的就在于让学生在大学生活中不仅仅学到书本上的理论知识,更重要的是将理论与实践巧妙结合,全面培养学生能力,四年之后能更快更好地融入社会竞争中。

软件介绍

这次电子线路实习主要使用Multisim仿真软件,它是一个优秀的电子技术训练工具,利用它可以以更灵活的方式进行电子电路实验,并在实验室难以达到的实验条件下进行模拟,从而提高学生设计、分析电路的能力,同时也让同学进一步巩固了模拟电子技术基础里理论知识,为后续数字电路、高频电路等的学习打下坚实的基础!

电子线路设计一般步骤:

(1)

分析系统设计要求,拟定系统总体方案

(2)

划分功能模块,建立总体结构框图;

(3)

设计实现各单元电路;

(4)

计算电路参数;

(5)

选择元件;

(6)

绘制总体电路图;

(7)

用EDA工具进行电路性能仿真及优化设计;

(8)

实际搭接电路,测试性能;

第二节:基本共射放大电路设计

2.1

电路设计要求:

设计一个基本共射极放大电路,设Ucc=12

V,β=40,Ib=40μA,Au≈-92根

据以上要求,设计并选取电路元件参数,是放大器能够不失真地放大常用的

正弦波信号,要求对电路进行静态和动态分析。

2.2

电路设计总体构思:

共射极放大电路属于电压放大电路,对于它而言,输入电阻越大,放大电路

从信号源吸取的电流越小,输入端得到的电压越大,而输出电阻越小,负载

电阻的变化对输出电压的影响越小,放大电路带负载的能力越强。因此,通

过设置输入、输出电阻及负载电阻阻值来实现电压放大!

2.3电路参数计算及元件选择:

(1)静态分析::

A:静态工作点确定:

由设计要求可知

Ib=40μA,β=40,

Ie≈Ic=βIb=40×40μA=1.6mA;

上偏电阻Rb的阻值会影响静态工作点,工作点高会产生饱和失真,静态工作点过低会产生截止失真。

所以,Rb=Vcc

/

Ib=12V/40μA=300

rbe=rbb+(1+β)(26mA/Ieq)=200Ω+(1+40)(26mA/1.6mA)

≈866Ω

B:集电极电阻Rc的确定,Rc应根据实际电阻的标称值和放大倍数要求来确定,当Rc<<rce时,

Au=(-β(RL//Rc))/rbe

其中Au=-80,β=50,代入可得Rc//RL≈2KΩ,取RL=6KΩ,则取Rc=3KΩ

C:C1、C2电容的选取:一般来说,C1、C2越大,低频特性越好,但电容过大,体积也大,既不经济又会加大分布电容,影响高频特性,再者电容量大的电解电容漏电流也越大,一般能满足放大器的下限频率即可,工程估算时C1、C2一般取10-50μF,这里C1、C2都取20μF。

2.4

总体电路图设计图:

2.5

Multisim软件电路性能仿真数据测量图

2.6

波形图及波形分析

如果输出波形的下半部分是直线型,上半部分是正常的正弦波形,则出

现了饱和失真,相反,如果输出波形的下半部分是正常的正弦波形,上半部分是直线型,则出现了截止失真。所以,静态工作点的正确选择对输出波形影响很大。

第三节:积分运算放大电路设计

3.1

电路设计要求:

设计一个积分运算电路,用以将方波信号转换成三角波。

技术要求:输入信号为Uipp=±4ν,周期T=1ms的方波;要求输出波形与

输入信号同相;幅度Uopp≥2/3Uipp;输入电阻Ri≥10KΩ。

3.2

电路设计原理、电路参数计算及元件选择:

1、反相比例放大器设计::

在深度负反馈条件下,放大器的闭环增益为Auf=-R3/R1;

反相比例放大器的设计就是根据技术指标,选择集成运算放大器外电路参数。

A:选择运算放大器:选择运算放大器时应先了解其参数,为了减小反相比例放大器失调、漂移和闭环增益误差,应尽量选用失调小。漂移小、开环增益高。输入电阻大和输出电阻小的集成运算放大器。

B:选择元器件参数:

(1)根据增益要求确定R3和R1的比值:Auf=-10;

(2)根据对放大器输入阻抗的要求R1=Ri=10KΩ,从而可以确定R3=100KΩ

若对放大器的输入阻抗没有明确要求,则R3一般取值为几十千欧至几百千欧。若R3过大,则R1亦大,就会引起较大的静态零点漂移,若R3过小,则R1亦小,那么这个放大器的输入阻抗就不会太高,与前级电路相接时就可能对前级电路产生不可忽略的影响。

(3)取平衡电阻:R=R3//R1=9.09KΩ

(4)为了减少放大电路动态误差,选择的运算放大器的单位增益带宽fo和转换速率Sr必须满足下列关系:

Fo=|Auf|fbw,Sr>2πfmaxUomax

(

fmax为输入信号的最高频率。)

2、反相积分器的设计:

(1)选择电路形式:积分器的电路可根据设计要求来确定。例如,要进行两个信号的求和积分运算,应选用求和积分电路,如用于一般的波形交换和产生斜波电压,则可选择基本积分运算电路。如下面原理图中的积分器,在深度负反馈条件下,其表达式为:

Uo=-1/(RC)∫ui(t)

dt

(2)电路元件参数选择:

A:R1、C1值的确定:在反相积分器中R1、C1的值决定电路的时间常数,由于受集成运算放大器最大输出电压Uomax的限制,选择R1、C1参数时其值必须满足如下公式:

RC≥1/Uomax∫ui(t)

dt

可根据输入信号的类型和运放所允许的最大输出电压Uomax(峰峰值),以及设计指标的要求确定积分时间常数RC,若RC值太大,在一定的积分时间内,输出幅度uo

较小,有可能达不到指合适的RC值应兼顾两者。为了避免输出信号过载,集成运放进入饱和,应使积分输出符合uo<uomax

当输入电阻为正弦信号时,R,C不仅受集成运算放大器最大输出电压uomax的限制,而且与信号的频率有关。当uomax一定时,对于一定幅值的正弦信号,频率越低RC的值就越大。

因此,可以确定下图电路中

R1×C1=0.000375

s

(3)当时间常数确定后,就可以选择R、C的参数了。主要考虑C的取值,C取值太小,虽然增大R对提高积分器的输入电阻有利,但会加剧积分漂移。若R取值过大,又会带来体积过大和漏电问题。因此,一般选Ri满足输入电阻的条件下,尽量加大C值,但一般情况下不宜超过1μF。因此,下面电路中

C1=37.5nF,R1=10KΩ

(4)为了减少运放的直流漂移,在实际积分器电路中C两端并接电阻Rs,但其值不宜太小,否则将影响线性积分关系,一般常取R3≧10

R,因此,下面电路中

R3=100KΩ

(5)静态平衡电阻R’=Rs//R=9.09KΩ

3.3

总体电路图设计图:

3.4

Multisim软件电路性能仿真数据测量图

3.5

波形图及波形分析

单位电压是5V,由提要求可知输入的方波最大最小值分别是+4V、-4V,

而输出波形,即三角波的幅值应是≥2/3的输入电压峰峰值,经计算大约

是≥2.67V。同时题要求输出波形与输入信号同相,由上面波形图也可证明

此设计电路正确。

第四节:差分放大电路设计

4.1

电路设计要求:

设计一个运算电路,实现uo=3ui1÷2ui2运算关系。

4.2

电路设计总体构思

按设计要求可知,实际上是对两个信号实现比例相减运算,因此,可以选择如下原理图中的减法电路,该电路的输出电压表达式为:

Uo=(1+R4/R1)(R3/R2/(1+R3/R2))ui1-(R4/R1)ui2

通过合理的选择电阻阻值就可以实现运算要求。

4.3

电路参数计算及元件选择

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

通过求解可取

R1=10KΩ

R2=0

R3=10KΩ

R4=20KΩ

4.4

总体电路图设计图

4.5

电路分析:

该电路虽然简单,但实际设计中有一些问题必须考虑;其一,虽然可以通过恰当选择电阻实现要求的运算,但在选择电阻阻值时,除了考虑比例系数,还必须考虑输入电阻的要求,同时为了减小零漂,还必须满足两个输入端静态电阻的匹配要求。这显然增加了电阻阻值的选择难度;其二,在运算放大器的同相输入端都有一定的共模信号,为提高电路的共模抑制比,运算放大器必须选择共模抑制比较高的运放,这对运放的选择又提出了较高的要求,因此采用两级放大器构成的减法电路可以较好地解决上述问题。

4.6

Multisim软件电路性能仿真数据测量图

4.7

波形图

12

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