单片机课程设计.doc

第 15 页 共 15 页 湖南工学院07届课程设计说明书 课题名称；单级阻容耦合晶体管放大器设计 专业名称；电子信息工程 学生班级；电信0701班 学生姓名； 学生学号；402070127 指导老师；雷美艳 制作时间；2008-12-132008-12-25 课程设计任务书一、设计课题单级阻容耦合晶体管放大器设计二、课程设计的目的使学生通过动脑动手解决一两个实际问题，巩固和运用在模拟电子技术中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和动手能力，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。三、课程设计的基本要求1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。2、技术指标：电源电压为10V，Vi=10mV，外接负载3k，工作频率100Hz-500kHz，电压放大倍数大于50，输入电阻大于3K，Ro3k。3、设计要求（1）设计一个分压式电流负反馈偏置的单级共射极小信号放大器，输入和输出分别用电容和信号源及负载隔直流，设置静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）在面包板或万能板上安装好电路，测量并调整静态工作点；（3）测量设计好的电路的偏置电压和电流；（4）测量所设计电路的实际电压放大倍数；（5）测量所设计电路的实际输入、输出电阻；（6）给所设计的电路加上频率为20kz，大小合适的正弦波，调节偏置电阻，用示波器预测输出波形在无失真、饱和失真和截止失真三种情形下，记录相应的偏置电阻大小、ICQ和波形，并绘制表格；（7）用EWB对电路进行仿真，打印仿真结果，并写出报告；四、设计成果1，课程设计说明书2，产品前言 1、随着计算机技术的发展，模拟电子技术已成为一门应用范围广，具有较强实践的技术基础课。电子电路分析与设计的方法也发生了重大变革 ，为了培养学生的动手能力，适应电子技术发展形式，我们必须试验与实践的学习，从而进一步提高我们的动手能力。 2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。包括：学会自己分析解决问题的方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。4、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。5、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观 6、本书共包括总体方案设计、原理说明、安装调试与测试、元件清单、操作说明、鸣谢、心得体会、附录等。 7、这次模拟电子技术课程设计是一次理论与实践的体现，使我们能够进一步掌握这门专业基础课程知识。 8、由于是我第一次做课程设计，因此难免会有不完美的地方，敬请老师给予指正，我将谨记于心，下次做得更好。目 录第一章 系统设计方案及选择1 系统的设计5 1.1 设计提示5 1.2 设计指标5 1.3 设计原理5 1.4 设计方案5第二章 元件选择与参数设置62.1 元件选择62.2静态工作点的设置 62.21静态值计算62.3 输入电阻的测量，82.4 输出电阻的测量82.5完整电路及波形仿真10第三章 波形测试 103.1原理123.2数据测量12结束语13参考文献14附录A 元件清单14电路PCB图15第一章 系统设计方案及选择1 系统的设计1.1设计提示 现实生活中，电路产生的或者接收的都是弱小的信号，我们都需要把它们不失真地放大到我们所需要的数值，实现将直流电源的能量转换为按输入信号规律变换的且具有较大能量的输出信号。比如在音响，无线电中都要用到。三极管是一种具有放大作用的半导体器件，是构成电子线路的重要器件之一。双极型三极管工作时，有两种载流子参与导电，他是一种电流控制型器件。在满足外部的偏置条件下，能实现电流和电压的控制与放大。半导体有三种基本放大电路，即共发射极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路。放大电路的设计包括静态工作点的估算和动态性能的分析两个方面。1.2 设计指标 1、技术指标：电源电压为10V，Vi=10mV，外接负载3k，工作频率100Hz-500kHz，电压放大倍数大于50，输入电阻大于3K，Ro3k。1.3设计原理 据所学知识，实现信号放大可以用双极型三极管让其在放大状态下实现信号放大，这里我们采用共发射极放大电路实现。1.4 设计方案 信号输入设计静态工作点使三极管发射结正偏，集电结反偏 信号输出 设置静态工作点是为了让信号不失真的输出，；利用三极管的放大特性，将原始信号放大。第二章 元件选择与参数设置 2.1 元件选择由于我们要做一个单级阻容耦合晶体管放大器，所以选择8050的三极管一个，设置偏置电压的电阻两个，输出电阻和反馈电阻一个，隔直流的电容三个。2.2静态工作点的设置1.1、由于我们采用分压式电流负反馈偏置单级阻容耦合共射极放大方式，设计偏置直流通路如图2.2-1； 图 2.2-1设计的小信号模型如下 2.21静态值计算1、技术指标：电源电压为10V，Vi=10mV，外接负载3k，工作频率100Hz-500kHz，电压放大倍数大于50，输入电阻大于3K，Ro=IbIcq=(510)Ib （21）Uq=UbeUb=（1315）Ucc （22）考虑到电路在正常工作范围内应使输出电压幅度足够大，同时在满足放大倍数的前提下，输出不产生饱和失真，为此，管压降Uce=Uom + Uces ；Uces一般为1V （23） Uom=AvUim=AvUi （24）由以上得Uce1.7V; Ic的选择也是一样，要考虑到放大电路不产生截至失真,通常取Ic=1mA左右,； (25)由2.11，2.12得 取Ub=3V 又Ub=Vcc（R1/R1+R2）,取 Rb1=90K；Rb2=47K又 Ube=Ub-Ue=Ub-IeRe; (26)所以IcIe=（Ub-Ube）Re （27） rbe=300+26/Icq； （28）Ri=rbe/Rb1/Rb2； （29） 由2-8；2-9得；Icq0.95mA （210） 又由26；2-10；得；即取 Re=3K（由于规格为2.4K,实物为2.4K）由于要求Ro3KAv=-Rl/rbe （211）R=Rl/Rc; （212）RoRc;所以取Rc=2.5K 静态图如下 图 2.21-1由图得=IcIb100；rbe=300+26/ICQ 3.1K 2.3 输入电阻Ri的测量 给电路加一个外电源，U=6mV (1000Hz)，调节点位器，使U2=U12， 仿真测试如下； 图 2.3-1即 Ri 3.1K2.4 输出电阻Ro的测量如图1-2所示，输入Ui为1000Hz，6mV。K断开，测量Uo；K闭合，调节R使Uo/=1/2Uo，则ro=R。断开时输出电压Uo的测试数据如下； 图 2.4-1即 Uo=456.4mV 所以输出电阻的测试数据如下； 图 2.4-2即 Ro =2.5K由上数据得，Ri3K;Ro3K;符合要求。2.5完整电路及仿真波形完整电路及仿真波形如下 图 2.5-1输出波形 图 2.5-2放大倍数为；=(2005.8/2)/1051倍第三章 波形测试3.1 原理 根据所学理论知识，如果Ub设置太小，即，Ib过小，输出将产生截止失真，即：出现上平；若Ub过大将产生饱和失真，即Ib过大，即：出现下平。3.2 数据测量加上20mV-20KHz的输入信号Ic(mA)Rb1;Rb2Ub(V)Uce(V)波形失真情况0.25990；151.3958.695截止失真1.93990；2005.420.256饱和失真0.76990；473.0985.747正常波形 图 3.2-1结束语两个星期的课程设计，初步了解了设计的步骤，理念，及完善的设计思路. 对于第一次设计那是烦恼与欣喜的战斗，其中也遇到了一个问题 ，由于基本功不扎实，理论知识不完善，一度导致设计的停滞。后来从新看了一遍书，与同学讨论才最终解决。这次设计用到了对word文档，EWB的操作，对模电中双极型三极管知识的运用，也要求对EDA技术的熟练掌握。通过这次的课程设计让我对所学过的知识进行了一次总汇，加强了我的动手能力，学会了如何让理论与实际相结合。这个课题，我觉得产品，内容比较简单，但是要把说明书写好还是不简单。这次课程设计我最大的收获是学会怎样把自己设计的产品，用规范的格式，清楚的思路，板书出来，让别人明白，虽然我知道我这次写的说明书内容，做的实物美观与功能方面不是特别好，但这是我的第一次设计，我认真的做了，完全是自己做的，我尽了我最大的努力，不足之处在所难免，还望老师指正！ 期末了，忠心感谢老师一路来的教导与栽培！参考