模拟电子技术实验——常用电子仪器使用的心得体会

2023-05-18 19:37 来源：网友发布作者：网友发布浏览：23

核心提示通过此次“常用电子仪器使用”实验，是我对模拟电子实验有了一个初步的了解，对示波器的工作原理也有了一定的认识；同时也明白了电子技术基础是一门实践性很强的课程，目的就在于培养我们的实践动手能力，通过实践可以提高我们的基本技能之外，还可以开拓我们

通过此次“常用电子仪器使用”实验，是我对模拟电子实验有了一个初步的了解，对示波器的工作原理也有了一定的认识；同时也明白了电子技术基础是一门实践性很强的课程，目的就在于培养我们的实践动手能力，通过实践可以提高我们的基本技能之外，还可以开拓我们分析问题与解决问题的能力，对我们以后走向工作岗位后都具有十分积极的作用

典型环节的电路模拟实验传递函数怎么求

模拟电路课程设计

The Outline of Analog Circuits Course Project

一、目的与任务

模拟电路课程设计是模拟电子技术课程重要的实践性教学环节，是对学生学习模拟电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一个或两个课题的设计、安装和调试来完成的。

通过模拟电路课设要求学生：

1、根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发来选择方案，运用所学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。

2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。

3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法及了解印刷线路板的设计，制作方法。

5、进一步熟悉电子仪器的使用方法。

6、学会撰写课程设计总结报告。

7、培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、内容、要求与安排

1、内容：

课题名称：

（1）多路输出直流稳压电源的设计与制作

（2）波形产生电路的设计

（3）高保真音频功率放大器的设计与制作计

（4）函数信号发生器的设计与制作

（5）水温控制系统的设计与制作

（6）设计并制作音频频谱柱状显示器电路

2、要求：

在教师的指导下，学生要在规定的时间内完成课题的设计，安装和调试并独立完成总结报告。

3、进度安排及方式：（以四学时为一个单元）

第一单元：集中讲课，主要内容如下：

（1）课程设计的目的与要求

（2）课程设计的教学过程

（3）课程设计的评分标准

（4）课程设计题目介绍

（5）学生自由组合，选择题目。

第二单元：确定题目，教师就题目的基本要求答疑。学生讨论、查资料。

第三、四、五单元：查资料、设计、EDA仿真。

学生根据课题要求，独立完成课题的设计方案，并可以运用MULTISIM软件在微机上完成对所设计电路的仿真。

第六单元至第八单元：组装、调试、写报告。

第九单元：完成收尾工作，清点材料、工具。准备课设报告。

最后考试：分组答辩。

三、场地与设备

1、实验室场地：实验中心。

2、实验所用设备：示波器、函数发生器、毫伏表、万用表（指针、数字）、直流稳压电源、实验箱。

四、考核内容与成绩评定

1、考核内容：

（1）设计能力

（2）组装或焊接调试情况

（3）解决问题的能力

（4）总结报告情况

（5）出勤情况、工作作风和科学态度。

2、成绩评定：

　设计的正确性、合理性和EDA仿真情况 20分，实际操作，调试、效果 40分，

总结报告 20分，口试 20分。

课题一多路输出直流稳压电源的设计与制作

一、设计目的

1、学习直流稳压电源的设计方法；

2、学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；

3、掌握直流稳压电源的主要性能参数及其测试方法；

二、要求完成的主要任务

（1）设计任务

根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。

（2）设计要求

① 要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源

输出：±5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A。

② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）

③ 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

初始条件：

可选元件：变压器/15W/±12V；整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；根据

需要选择若干三端集成稳压器；交流电源220V，或自备元器件。

可用仪器：示波器，万用表，

3、方案选择与论证

直流稳压电源总体功能框图如图下1所示。

参考电路图：

变压器根据所需电流决定功率，可用220V输入、输出15V/1A左右的。如没有合适的找个12V几瓦的也能用

课题二波形产生电路的设计

一、设计目的

1、掌握波形发生电路的设计方法；

2、学会选择合适的器件来设计波形发生电路；

3、熟悉非正弦波产生电路调整与测试的基本方法；

4、提高应用集成运放的能力及独立进行电路设计的能力。

二、设计要求和技术指标

1、技术指标：要求信号频率f=1 kHZ, VOm=02V输出端不采用稳压二极管。

2、设计要求

（1）采用集成运放自己设计一个简单的方波产生电路，要求：f=1 kHZ, VOm=02V；

（2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；

（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；

（4）拟定测试方案和设计步骤；

（5）撰写课程设计总结报告，要求有电路设计过程，调整测试内容、方法、步骤，测试记录及结果分析。

课题三高保真音频功率放大器的设计与制作计

一、设计参数：

1 采用全部或部分分立元件设计一种音频功率放大器。

2 额定输出功率

3 负载阻抗。

4 失真度

5 设计放大器所需的直流稳压电源。

二、设计要求：

要求设计制作一个高保真音频功率放大器，输出功率10W/8Ω，频率响应20~20KHZ，

效率>60﹪，失真小。

三设计方案图

音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。音频频率范围约为20 Hz～20 kHz，因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，效率尽可能高。非线性失真尽可能小。

输入级 ――→ 中间推动级 ―― → 输出级

负反馈线路 ← ―― 互补对称功放

课题四函数信号发生器的设计与制作

一．任务与要求

（1）要求能产生三角波、正弦波、方波；

（2）要求函数信号发生器能够实现频率可调

二．设计目的

（1）学会用简单的电子元器件及芯片制作简单的函数信号发生电路，锻炼实际动手能力；

（2）学会调试电路与分析电路

三．技术指标

要求设计制作一个方波——三角波——正弦波发生器，频率范围10~100HZ，100HZ~1KHZ，1 KHZ~10 KHZ；正弦波Upp≈3V，三角波Upp≈5V，方波Upp≈14V，幅度连续可调，线性失真小。

课题五水温控制系统的设计与制作

一．设计要求

（1）设计制作可以测量和控制的温度控制器

测量和控制的温度范围：10°—60°

精度：±1°

控制对象：继电器或晶闸管

继电器或晶闸管触电连接：一组转换接点为市电220V，10A

（2）选择电路方案，完成对确定电路方案的设计。计算电路元件参数与原件选择，画出原理图。

（3）进行安装和调试

二．设计任务

根据技术指标选择合适的温度传感器，选择合适的晶闸管或继电器，完成对水温控制系统的设计、装配和调试。

三．具体技术指标

室温~600C，控制精度± 10C，控制通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换接点为市电220V，10A。

课题六设计并制作音频频谱柱状显示器电路

一、设计任务

设计并制作音频频谱柱状显示器电路。示意图如下：

二、设计要求

（1）音乐输入：0~15Vrms；单声道。输入端采用莲花座和Q9座并联形式，莲花座用于音乐输入，Q9座用于测试。将柱状显示的LED集中布置于一个15cm×10cm的面板上。音频功放可使用现成有源功放，功率大于1W。

（2）制作5路带通滤波器，分别对应中心频率为：60Hz、250Hz、1kHz、4kHz、16k（1）Hz；滤波器Q值约为15。

（3）条状显示采用10个发光二极管显示电压高低，1~10个发光二极管点亮的阈值电压分别为：60mV、80mV、110 mV、160 mV、220 mV、320 mV、440 mV、630 mV、890 mV、125V，可用运放或专用集成电路制做。例如LM3915条状指示集成电路。

根据数学模型的相似原理，我们应用电子元件模拟工程系统中的典型环节，然后加入典型测试信号，测试环节的输出响应。反之从实测的输出响应也可以求得未知环节的传递函数及其各个参数。

模拟典型环节传递函数的方法有两种：第一种方法，利用模拟装置中的运算部件，采用逐项积分法，进行适当的组合，构成典型环节传递函数模拟结构图；第二种方法将运算放大器与不同的输入网络、反馈网络组合，构成传递函数模拟线路图，这种方法可以称为复合网络法。本节介绍第二种方法。

(a)模拟电路

(b)输出响应

图2-3-1惯性环节的模拟电路及响应

当输入负阶跃信号时，其输出响应如图2-3-1(b)所示。从图中可知，T和K是响应曲线的两个特征量。T表示阶跃信号输入后，响应按指数上升的快慢，它可从响应曲线实测得到。

(a)模拟电路

(b)输出响应

图2-3-2 积分环节的模拟电路及响应

当输入负阶跃信号时，其输出响应如图2-3-2(b)所示。从图中可知，积分时间常数Ti是积分环节的特征量，它表示阶跃输入后响应按线性上升的快慢，Ti可从响应曲线上求出，即响应上升到阶跃输入幅值时所需的时间。积分环节的特点是，不管输入幅值多小，输出就不断地按线性增长，输入幅值愈小，增长的速率愈小，只有输入为零时，输出才停止增长而保持其原来的数值。从图中可看出运算放大器最终达到饱和值。

(a)模拟电路

(b)输出响应

图2-3-3 比例积分环节的模拟电路及响应

当输入负阶跃信号时，其输出响应如图2-3-3(b)所示。从该图中可以得到比例积分环节的特征参数K和Ti。必须注意：在测试积分环节和比例积分环节的阶跃响应时，由于存在储能元件C，因此每次输入阶跃响应时，必须保证uc为零，否则将因uc的初始值不同使每次测得的响应不同。

(a)模拟电路

(b)输出响应

图2-3-4 比例积分微分环节的模拟电路及理想的响应

对于理想的比例积分微分环节，当输入负阶跃信号时其输出响应如图2-3-4(b)所示，在输入跃变时，它的输出响应能够以无限大的变化率在瞬间跃至∞ ，又在此瞬间下降至按某一比例Kp分配的电压值，并立即按积分时间常数Ti规律线性增长。而模拟比例积分微分环节的输出响应，在输入跃变时只能以有限的变化率上升至运算放大的饱和值就不再增长，经过一段时间，又以有限的变化率下降。这是因为模拟电路是在满足R1>>R3 、C21>>C1 的条件下，忽略了小时间常数才得到近似的PID数学模型式，而且运算放大器也不是理想的，因此实际比例积分微分环节的响应曲线与图2-3-4(b)略有不同。

综上所述，典型环节的模拟方法是：根据典型环节的传递函数，选择适当的网络作为运算放大器的输入阻抗与反馈阻抗，使模拟电路的传递函数与被模拟环节的传递函数具有同一表达式，然后根据被模拟环节传递函数的参数，计算出模拟电路各元件的参数值。

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