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,
则
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
KΩ
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