模電課設(shè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

河北科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)生姓名：xxx學(xué)號(hào)：120701103專業(yè)班級(jí)：xxx課程名稱：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)年學(xué)期：2013—2014學(xué)年第一學(xué)期指導(dǎo)教師：王彥朋蔡明偉2013年12月 課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表學(xué)生姓名xxx學(xué)號(hào)120701103專業(yè)班級(jí)xxx起止時(shí)間2013.11~2014.1設(shè)計(jì)題目LM324構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)成績考核內(nèi)容成績1.實(shí)驗(yàn)室電路測(cè)試完成情況2.課程設(shè)計(jì)報(bào)告完成情況3.考試成績4.實(shí)際電路完成情況5.實(shí)驗(yàn)出勤情況6.實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況7.實(shí)驗(yàn)完成情況8.仿真電路完成情況課程設(shè)計(jì)成績指導(dǎo)教師：年月日 目錄TOC\o"1-3"\h\u19737一任務(wù) -8-一任務(wù)利用LM324芯片及相應(yīng)電阻電容設(shè)計(jì)并制作出信號(hào)發(fā)生器，其中包括RC振蕩正弦波發(fā)生器、過零比較器、反相比例運(yùn)算放大電路、及積分放大電路四部分。利用整流管，LM7812、LM7912和適當(dāng)電容設(shè)計(jì)并制作出輸出為±12V穩(wěn)壓電源，以提供給LM324使用。二電路原理圖信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖如下：三單元電路設(shè)計(jì)1.穩(wěn)壓電源單元電路設(shè)計(jì)市電網(wǎng)220V頻率50Hz的交流電經(jīng)過變壓器變壓、整流、濾波及LM7812、LM7912穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓之后輸出穩(wěn)定的±12V電壓以供給LM324使用。2.正弦波單元電路設(shè)計(jì)如圖所示，有運(yùn)算放大器LM324A、負(fù)反饋支路R1、R4、構(gòu)成放大環(huán)節(jié)，R2、C1，R3、C2組成的串RC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成正反饋支路。負(fù)反饋支路中接入二極管D1、D2可以幫助實(shí)現(xiàn)振蕩幅度的自動(dòng)穩(wěn)定。電路要求閉環(huán)增益Au≥3，可以通過調(diào)節(jié)電位器R4改變放大倍數(shù)Au滿足振幅條件，振蕩頻率為?=1/(2πRC)。振蕩電路的最大振蕩幅度和最高振蕩頻率受到運(yùn)算放大器最大輸出幅度和轉(zhuǎn)換速率等指標(biāo)的限制。在Multisim軟件仿真中，該電路UO1仿真輸出波形如下：3．方波單元電路設(shè)計(jì)（1）過零比較器及限幅電路如圖，過零比較器其閾值電壓=0V。集成運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)，由于限幅電路的存在，其輸出電壓為±。本電路圖中，=5V。在Multisim軟件仿真中，該電路UO2仿真輸出波形如下：（2）反相比例運(yùn)算放大電路當(dāng)運(yùn)算放大器的開環(huán)增益為無窮大時(shí)，反相比例放大器的閉環(huán)電壓增益為式中——反相輸入電阻；——反饋電阻。在本電路圖中=1/5。在Multisim軟件仿真中，該電路UO3仿真輸出波形如下：4.三角波單元電路設(shè)計(jì)如圖所示，由于集成運(yùn)放的同相輸入端通過R9、R10并聯(lián)接地，==0，為“虛地”。電路中，電容C3中電流等于電阻R8中電流==輸出電壓與電容上電壓的關(guān)系為而電容上電壓等于其電流的積分，故在求解t1到t2時(shí)間段的積分值時(shí)式中為積分起始時(shí)刻的輸出電壓，即積分運(yùn)算的起始值，積分的終值時(shí)t2時(shí)刻的輸出電壓。在Multisim軟件仿真中，該電路UO4仿真輸出波形如下：四元件明細(xì)表RefDes系列值制造商12V圖形連接器12V-12V圖形連接器-12VUO1目錄TOC\o"1-3"\h\u17302一任務(wù) -2-25442二電路原理圖 -2-31252三單元電路設(shè)計(jì) -2-326171.穩(wěn)壓電源單元電路設(shè)計(jì) -2-205082.正弦波單元電路設(shè)計(jì) -2-176973．方波單元電路設(shè)計(jì) -2-21799（1）過零比較器及限幅電路 -2-10887（2）反相比例運(yùn)算放大電路 -2-250924.積分放大電路設(shè)計(jì) -2-31976四元件明細(xì)表 -2-28570目錄 -2-30487五安裝與調(diào)試 -2-1237六收獲體會(huì) -2-26157七附錄 -2-31961八參考文獻(xiàn) -2-目錄28817一任務(wù) -2-32457二電路原理圖 -2-24456三單元電路設(shè)計(jì) -2-30781.穩(wěn)壓電源單元電路設(shè)計(jì) -2-19342.正弦波單元電路設(shè)計(jì) -2-26513．方波單元電路設(shè)計(jì) -2-30835（1）過零比較器及限幅電路 -2-1696（2）反相比例運(yùn)算放大電路 -2-242984.積分放大電路設(shè)計(jì) -2-26893四元件明細(xì)表 -2-32596目錄 -2-5467五安裝與調(diào)試 -2-9185六收獲體會(huì) -2-13556七附錄 -2-123八參考文獻(xiàn) -2-圖形連接器UO1UI2圖形連接器UI2UO2圖形連接器UO2UI3圖形連接器UI3UO3圖形連接器UO3UI4圖形連接器UI4UO4圖形連接器UO4V1POWER_SOURCES220Vrms50Hz0°Generic地線POWER_SOURCESGenericU1OPAMPLM324ADIPC-7351UVOLTAGE_REGULATORLM7812CTGenericU3VOLTAGE_REGULATORLM7912CTGenericC1CAPACITOR0.01μFC2CAPACITOR0.02μFC3CAPACITOR0.01μFC4CAP_ELECTROLIT1000μFC5CAP_ELECTROLIT1000μFC6NON_IDEAL_RLC0.01uGenericC7NON_IDEAL_RLC0.01uGenericD1DIODE1N4149IPC-2221A/2222D2DIODE1N4149IPC-2221A/2222D3ZENER1N5229BIPC-2221A/2222D4ZENER1N5229BIPC-2221A/2222D5FWB1G4B42IPC-2221A/2222R1RESISTOR10kΩR2RESISTOR19.894kΩR3RESISTOR19.894kΩR4POTENTIOMETER100kΩKey=AR5RESISTOR200kΩR6RESISTOR5kΩR7RESISTOR1kΩR8RESISTOR20kΩR9RESISTOR200kΩR10RESISTOR20kΩT1TRANSFORMERTEMPLATE_1P2S_TAP_TMODELGeneric五安裝與調(diào)試在課程設(shè)計(jì)過程中，我們小組成員分工合作，共同完成了課設(shè)任務(wù)。首先，由xxx和xxx同學(xué)負(fù)責(zé)在電腦上使用Multisim進(jìn)行電路的仿真驗(yàn)證，同時(shí)參考模電課本及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材，分析仿真波形，修改數(shù)據(jù)，最終得到了符合條件的電路。由xxx和xxx同學(xué)進(jìn)行電路焊接工作，在實(shí)際焊接之前，我們四人先進(jìn)行了電子元器件放置的討論，在電路板上預(yù)先決定好每個(gè)元件的位置，充分利用萬用板的空間資源。由于前期的元器件位置的斟酌安排，后期的焊接工作得以順利完成，并且在電路出現(xiàn)問題的時(shí)候能夠迅速的確定故障所在。在我們實(shí)際的電路調(diào)試過程中，出現(xiàn)了很多問題，我們認(rèn)真分析，各個(gè)擊破。波形發(fā)生電路焊接和調(diào)試工作進(jìn)行的比較順利，第一次接通±12V直流電源后，經(jīng)過簡(jiǎn)單的滑動(dòng)變阻器的調(diào)整，即出現(xiàn)了我們想要的正弦波波形。在焊接和調(diào)試穩(wěn)壓電源模塊時(shí)，第一次焊接完成后接通變壓器輸出的交流電時(shí)，電源不能輸出正常的直流電壓，我們仔細(xì)進(jìn)行了電路的分析并借助互聯(lián)網(wǎng)搜集資料，終于發(fā)現(xiàn)原來我們把LM7912穩(wěn)壓模塊的引腳功能弄錯(cuò)了，對(duì)LM7812穩(wěn)壓模塊認(rèn)識(shí)的思維慣性造成了這一次的錯(cuò)誤。這個(gè)問題解決之后，電源能夠正常輸出穩(wěn)定的±12V電壓，然而在我們打算驗(yàn)收之前又出現(xiàn)了重大的人為錯(cuò)誤，錯(cuò)將本應(yīng)加載到電源輸入端的交流電加到了+12V的輸出端，導(dǎo)致電路嚴(yán)重發(fā)熱，LM7812被燒毀，后來經(jīng)過更換了7812之后，我們的電路終于能夠正常工作，并通過了驗(yàn)收。六收獲體會(huì)“紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行”。通過這次模電課程設(shè)計(jì)，我對(duì)模電課上的知識(shí)有了更加感性的認(rèn)識(shí)，各種電路原理圖記憶的更加深刻。在Multisim軟件的學(xué)習(xí)和使用過程中，我進(jìn)一步明白了自學(xué)的重要性，我從放置元件，連接元件一步步開始，認(rèn)識(shí)了如何在庫中搜尋元件，如何修改元件的屬性以及Multisim軟件中各種虛擬儀器的使用。尤其值得記住的一件事是，我通過閱讀Multisim軟件的英文幫助文檔，學(xué)會(huì)了怎么建立一個(gè)多原理圖的垂直設(shè)計(jì)（Multi-SheetHierarchicalDesign），把獨(dú)立的模塊通過在原理圖上放置的HB/SC連接器連接起來，使原理圖看起來更加簡(jiǎn)潔和直觀，也為報(bào)告的編寫提供了很漂亮的原理圖。此外，我還發(fā)現(xiàn)了Multisim原理圖導(dǎo)出的簡(jiǎn)單方法：在編輯區(qū)直接選中想要導(dǎo)出的原理圖，然后在Word里粘貼，這樣在Word中直接生成了該原