電子線路實(shí)習(xí)報告

1、目目 錄錄 1.軟件介紹： .- 1 - 2.設(shè)計(jì)任務(wù) .- 3 - 2.1.基極分壓式射極偏置電路設(shè)計(jì).- 3 - 2.2.運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì).- 3 - 2.3.集成運(yùn)方電路設(shè)計(jì).- 3 - 2.4.橋式振蕩電路設(shè)計(jì).- 4 - 3.設(shè)計(jì)過程 .- 4 - 3.1.基極分壓式射極偏置電路設(shè)計(jì).- 4 - 3.2.運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì).- 8 - 3.3.集成運(yùn)方電路設(shè)計(jì).- 9 - 3.4.橋式振蕩電路設(shè)計(jì).- 11 - 4.實(shí)習(xí)體會 .- 13 - 5.參考文獻(xiàn) .- 14 - 6.元器件清單 .- 14 - 6.1.基極分壓式射極偏置電路.- 14 - 6.2.運(yùn)算放大電路.- 15 - 6

2、.3.集成運(yùn)方電路.- 15 - 6.4.rc 橋式振蕩電路 .- 15 - - 1 - 1. 軟件介紹：軟件介紹： multisim9.0 介紹及應(yīng)用介紹及應(yīng)用: multisim 是加拿大 interactive image technologies 公司推出的 windows 環(huán)境下的電路仿真軟件，是廣泛應(yīng)用的 ewb(electronics workbench，電子工作臺)的升級版，不僅可以完成電路瞬態(tài)分析和穩(wěn) 態(tài)分析、時域和頻域分析、噪聲分析和直流分析等基本功能，而且還提 供了離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析和電路容差 分析等電路分析方法，并具有故障模擬和數(shù)據(jù)儲存等功

3、能。 應(yīng)用 multisim 對電路進(jìn)行仿真分析的基本過程與 pspice 類似，只 是在繪電路圖時還需要接入所需要的儀器儀表，構(gòu)成完整的實(shí)驗(yàn)電路。 在進(jìn)行數(shù)字電路仿真或模擬電路瞬態(tài)分析時，不需要設(shè)置仿真類型和參 數(shù)，只需要打開虛擬的電源開關(guān)即可進(jìn)行仿真，顯示仿真結(jié)果。 multisim 提供了數(shù)量眾多的元器件，被分門別類地存放在多個器件 庫中。在繪制電路圖時只需打開器件庫，再用鼠標(biāo)左鍵選中要用的元器 件，并把它拖放到工作區(qū)即可。當(dāng)光標(biāo)移動到元器件的引腳時，會自動 產(chǎn)生一個帶十字的黑點(diǎn)，進(jìn)入到連線狀態(tài)。單擊鼠標(biāo)左鍵確認(rèn)后，移動 鼠標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)連線，搭接電路原理圖既方便又快捷，就像在計(jì)算機(jī)上進(jìn) 行

4、實(shí)驗(yàn)一樣。 multisim 被美國 ni 公司收購以后，其性能得到了極大的提升。最 大的改變就是：multisim 9 與 labview 8 的完美結(jié)合： 新特點(diǎn)： （1）可以根據(jù)自己的需求制造出真正屬于自己的儀器； （2）所有的虛擬信號都可以通過計(jì)算機(jī)輸出到實(shí)際的硬件電路上； （3）所有硬件電路產(chǎn)生的結(jié)果都可以輸回到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理和 分析。 multisim 9 組成： - 2 - 1構(gòu)建仿真電路 2仿真電路環(huán)境 3multi mcu - 單片機(jī)仿真 4fpga、pld，cpld 等仿真 5fpga、pld，cpld 等仿真 6通信系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的模塊 7 pcb 設(shè)計(jì)模塊：直觀、層板

5、 32 層、快速自動布線、強(qiáng)制向量 和密度直方圖 8自動布線模塊 仿真的內(nèi)容： 器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件： 模擬器件（二極管，三極管，功率管等）； 數(shù)字器件（74 系列，coms 系列，pld，cpld 等）； fpga 器件。 電路的構(gòu)建及仿真：單元電路、功能電路、單片機(jī)硬件電路的構(gòu)建 及相應(yīng)軟件調(diào)試的仿真。 系統(tǒng)的組成及仿真：commsim 是一個理想的通信系統(tǒng)的教學(xué)軟件。 它很適用于如信號與系統(tǒng)、通信、網(wǎng)絡(luò)等課程，難度適合 從一般介紹到高級。使學(xué)生學(xué)的更快并且掌握的更多。 commsim 含有 200 多個通用通信和數(shù)學(xué)模塊，包含工業(yè)中的大部 分編碼器，調(diào)制器，濾波器，信號源

6、，信道等，commsim 中的模塊和 通常通信技術(shù)中的很一致，這可以確保你的學(xué)生學(xué)會當(dāng)今所有最重要的 通信技術(shù)。 要觀察仿真的結(jié)果，你可以有多種選擇：時域，頻域，xy 圖，對 數(shù)坐標(biāo)，比特誤碼率，眼圖和功率譜。 儀表儀器的原理及制造仿真：可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器、 儀表，并在計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境和實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行使用。 pcb 的設(shè)計(jì)及制作：產(chǎn)品級版圖的設(shè)計(jì)及制作。 - 3 - 2. 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) 2.1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個基極分壓式射極偏置電路。已知 , 晶vvcc12krl1 . 5 體管為 npn 管, 其，。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)并6080,

7、1 vcq amai 選取電路元件參數(shù)，使放大器能夠不失真地放大正弦波信號。 要求： （1）確定電路元件參數(shù)的值； （2）調(diào)試放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)并研究電路參數(shù)，并測試靜態(tài)工 作點(diǎn)； （3）用示波器觀察輸入和輸出波形并測試電壓放大倍數(shù)； （4）測量輸入電阻和輸出電阻。 2.2. 運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì)運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì) 試用一只運(yùn)算放大電路，按下列要求選擇外部電阻參數(shù)值。要求： 電壓放大倍數(shù)，所用電阻的阻值為 10k 或 100k（電阻數(shù)5 . 5 v a 量限制 5 個以內(nèi)） 。 2.3. 集成運(yùn)方電路設(shè)計(jì)集成運(yùn)方電路設(shè)計(jì) 用集成運(yùn)放 lm741 設(shè)計(jì)一個放大電路，輸出電壓可調(diào)節(jié)： ，,。要求：vv

8、vv oo 12,6 maxmin vvi2kri10 （1）正確選擇集成運(yùn)放 lm741 的供電電源，確定各電阻阻值； （2）測量。 maxmin,oo vv - 4 - 2.4. 橋式振蕩電路設(shè)計(jì)橋式振蕩電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個頻率為 1khz 的 rc 橋式振蕩電路。要求： （1）確定電路各元件值； （2）用示波器觀察輸出波形。 3. 設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)過程 按照不周和要求，我采取的設(shè)計(jì)步驟基本為：先在草紙上先把各個 任務(wù)需要的電路圖構(gòu)思出來；然后在根據(jù)要求設(shè)計(jì)出各個元器件的參數(shù)； 接著運(yùn)用軟件完成原理圖；最后仿真檢測，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 3.1. 基極分壓式射極偏置電路設(shè)計(jì)基極分壓式射極偏置電路設(shè)計(jì)

9、首先算rbe ，rbe = rbb+ (1+) 26mv / ieq，因?yàn)?ieq icq，根據(jù)條 件 icq等于 1ma，=60，所以rbe = 1.786 k，icq 1ma。畫出交流小 信號模型，根據(jù)電壓增益公式求出 rc，av= -（rcrl）/ rbe+(1+) re=-rcrl /rbe （rc+rl） ，根據(jù)條件 av= - 80，算出 rc 近似等于 4.53k。選取 rb1 = 20k，rb2 = 10k，根據(jù)公式 icq=vbq / re，vbq（rb2 / rb1 + rb2 ）vcc，根據(jù)條件 vcc12v 可以算出 re 近似為 3.42 k。 下面圖 3.1.13.

10、1.5 分別為基極分壓式射極偏置電路靜態(tài)工作點(diǎn)的確 定，原理圖，輸入輸出波形、電壓以及電阻的測量。 - 5 - 圖圖 3.1.1 靜態(tài)工作點(diǎn)的確定靜態(tài)工作點(diǎn)的確定 icq=0.989ma1ma；ibq=0.017maicq/； vbeq=0.626mv；vceq=4.265v c1 10uf cb1 10uf vcc 12v c2 47uf-pol v1 5mv 1khz 0deg q1 2n2221a re 3.24k rb2 10.0k rb1 20.0k rc 4.53k r1 5.1k 5 1 vcc 2 3 0 6 圖圖 3.1.2 基極分壓式射極偏置電路原理圖基極分壓式射極偏置電路

11、原理圖 - 6 - 圖圖 3.1.3 輸入波形和輸出波形輸入波形和輸出波形 圖圖 3.1.4 輸入輸出電壓測量輸入輸出電壓測量 - 7 - 電壓增益 avvo/vi= - 84.2 由于沒有加入輔助電阻，其輸入電壓和信號源電壓不能根據(jù) riui/(us-ui)rs 計(jì)算出 ri 的值。所以只能選擇最原始的方法，根據(jù) rivi /ii 測其輸入電阻；而后測其輸出電阻，在輸出波形不變的條件 下，測出空載時的輸出電壓 uo和接入負(fù)載 rl時的輸出電壓 uo 根據(jù) ro（uo/uo）1rl計(jì)算出 ro 的值。圖如 3.1.5 所示。 圖圖 3.1.5 輸入輸出電阻測量輸入輸出電阻測量 根據(jù)公式，rir

12、b1 |rb2| rberbe；rorc。 根據(jù)測量計(jì)算得出，rivi /ii=1.5krbe；ro（uo/uo）1 rl4.3krc。 - 8 - 3.2. 運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì)運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電壓放大倍數(shù)可知，可選用同相比例放大5 . 5 v a 電路；因同相放大電路，而要求所用電阻的阻值只能virirfvo)/1 ( 為 10k 或 100k，所以不能僅為一般的同相放大電路。根據(jù)條件， 我采用輸入分壓式放大電路，所求，選virrrrrvo)52/(5)3/41 ( 取，即可滿足放大倍數(shù)要kr1004kr103krr10052 求。 設(shè)計(jì)原理如下圖 3.2.1 所示。 圖圖 3

13、.2.1 運(yùn)算放大電路運(yùn)算放大電路 根據(jù)圖示測試數(shù)據(jù)可得，由此可5 . 5707 . 0 /888 . 3 /vivoav 證，所設(shè)計(jì)的電路滿足要求。 - 9 - 3.3. 集成運(yùn)方電路設(shè)計(jì)集成運(yùn)方電路設(shè)計(jì) 通過閱讀設(shè)計(jì)要求知道輸出電壓可調(diào)節(jié)： ，,。同時知道反相比例放vvvv oo 12,6 maxmin vvi2kri10 大電路，那么36 之間即可滿足要求。如圖virirfvo)/(rirf / 所示，為滑動變阻器。在最小時為零，1rri 42rrrf4rvo4r 所以只需滿足等于 3 即可。選取時，即可選取rirf /kr1002 ；當(dāng)最大時讓為可調(diào)且滿足最大為 9，kr 2 . 33

14、1vo4r1/ )42(rrr 可取最大為 100k，同時選擇直流電壓源為+-12v，這樣按圖連接4r 成放大電路即可滿足要求。 下面 2 副圖為經(jīng)過反相放大電路得到的 vo 的 2 個電壓值。圖 3.3.1 為時；圖 3.3.2 為時。04 rvvo6 min kr1004 vvo12 max v1 2 v vee -12v vcc 12v u1 lm741cm 3 2 4 7 6 51 r2 100kr4 100k _lin key = a 0% r1 33.2k 54 3 vcc vee 0 1 v: -6.01 v v(峰-峰): 0 v v(有效值): 0 v v(直流): -6.0

15、1 v i: -6.01 pa i(峰-峰): 0 a i(有效值): 0 a i(直流): -6.01 pa 頻率: -e- 圖圖 3.3.1 vvo6 min - 10 - v1 2 v vee -12v vcc 12v u1 lm741cm 3 2 4 7 6 51 r2 100krx 100k _lin key = a 100% r1 33.2k 54 3 vcc vee 0 1 v: -12.0 v v(峰-峰): 1.81 pv v(有效值): 0 v v(直流): -12.0 v i: -12.0 pa i(峰-峰): 0 a i(有效值): 0 a i(直流): -12.0 p

16、a 頻率: -e- 圖圖 3.3.2 vvo12 max 還有一種設(shè)計(jì)使用 2 個放大器，結(jié)果更加準(zhǔn)確，如圖 3.3.3 所示， 在 r8 為 0%時，同樣當(dāng) r8 為 100%時，。vvo6 min vvo12 max u1 741 3 2 4 7 6 51 u2 741 3 2 4 7 6 51 vee -15v vee -15v vee vcc 15v vcc vcc 15v r2 10.0k vee vcc 12 6 0 5 r3 10.0k r5 20.0k 0 3 7 8 4 r6 3.3k r4 10.0k r7 10.0kr8 10k_lin key = a 0% v1 2 v

17、 v: -6.00 v v(峰-峰): 2.56 pv v(有效值): 6.00 v v(直流): -6.00 v i: -6.03 pa i(峰-峰): 0 a i(有效值): 6.07 pa i(直流): -6.07 pa 頻率: 50.0 khz v: 6.00 v v(峰-峰): 0 v v(有效值): 0 v v(直流): 6.00 v i: 600 ua i(峰-峰): 0 a i(有效值): 600 ua i(直流): 600 ua 頻率: 10.5 khz 圖圖 3.3.3 vvo6 min - 11 - 3.4. 橋式振蕩電路設(shè)計(jì)橋式振蕩電路設(shè)計(jì) 開始根據(jù) rc 橋式電路圖的

18、原理繪出大致電路，并根據(jù) f=1/2*r*c,選取 c0.01uf，求得 r 約等于 15k。因?yàn)?z1=r+1/sc=(1+scr)/ sc，z2=(r*1/sc)/(r+1/sc)=r/(1+scr)， fv=z1/(z1+z2),最后推出 fv=1/3。根據(jù)振蕩建立產(chǎn)生條件，| af| =1，所 以 av=3，又 av1rf/ri，即 rf/ri=2 時可以得到穩(wěn)定的震蕩波形。 又因起振條件| af| 應(yīng)略大于 1，所以 av1rf/ri 應(yīng)略大于 3，即 rf/ri 略大于 2。為了便于起振，同時又使失真減小，我選擇在輸出和 反饋之間加入兩個二極管，作為穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。此處選取 rir124

19、k，rfrpr4|rd（rp 為 100 k 滑動變阻器；rd 為 二極管導(dǎo)通電阻；r4=5.1k） 。通過滑動變阻器對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，開始時 滑動變阻器 rp 選擇在 50%處，可以使起振較快；隨后減小 rp 到 43% 出，可出現(xiàn)穩(wěn)定地正弦波。其實(shí)橋式振蕩電路設(shè)計(jì)只要選擇適當(dāng)?shù)姆糯?電路和適合的電容即可。 下圖 3.4.13.4.3 分別為 rc 橋式振蕩電路原理圖、起振時波形和穩(wěn) 定后的波形圖。 - 12 - 圖圖 3.4.1 rc 橋式振蕩電路原理圖橋式振蕩電路原理圖 圖圖 3.4.2 起振時波形起振時波形 - 13 - 圖圖 3.4.3 穩(wěn)定的振蕩波形穩(wěn)定的振蕩波形 4. 實(shí)習(xí)體會實(shí)習(xí)體會 這次實(shí)習(xí)，在老師和同學(xué)的共同幫助下愉快的結(jié)束了。它不僅加深 同學(xué)與老師的了解，還學(xué)到了好多現(xiàn)代化的東西，讓我受益匪淺！感謝 老師這一周來的悉心指導(dǎo)！ 經(jīng)過一周的實(shí)習(xí)我對電路的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了初步的認(rèn)識和基本的思想 以及一些應(yīng)該考慮的基本規(guī)則。電子線路實(shí)習(xí)是一門教我們電子線路設(shè) 計(jì)與制作的基本技能的課程，老師的諄諄教導(dǎo)，同學(xué)的融洽合作，以及 這門課程自身所散發(fā)出的強(qiáng)大的實(shí)踐性與趣味性一下子就深深的吸引住 了我。經(jīng)過一周時間自己設(shè)計(jì)出了很多電路，好奇，興奮，強(qiáng)烈的成就 感，真的不知道該用什么來形容了。 運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)電路圖的目標(biāo)就是要使設(shè)計(jì)的結(jié)果在生產(chǎn)實(shí)踐是發(fā)揮 作用。