电子线路实习报告.doc

目目 录录 1 软件介绍 1 2 设计任务 3 2 1 基极分压式射极偏置电路设计 3 2 2 运算放大电路设计 3 2 3 集成运方电路设计 3 2 4 桥式振荡电路设计 4 3 设计过程 4 3 1 基极分压式射极偏置电路设计 4 3 2 运算放大电路设计 8 3 3 集成运方电路设计 9 3 4 桥式振荡电路设计 11 4 实习体会 13 5 参考文献 14 6 元器件清单 14 6 1 基极分压式射极偏置电路 14 6 2 运算放大电路 15 6 3 集成运方电路 15 6 4 rc 桥式振荡电路 15 1 1 软件介绍 软件介绍 multisim9 0 介绍及应用介绍及应用 multisim 是加拿大 interactive image technologies 公司推出的 windows 环境下的电路仿真软件 是广泛应用的 ewb electronics workbench 电子工作台 的升级版 不仅可以完成电路瞬态分析和稳 态分析 时域和频域分析 噪声分析和直流分析等基本功能 而且还提 供了离散傅里叶分析 电路零极点分析 交直流灵敏度分析和电路容差 分析等电路分析方法 并具有故障模拟和数据储存等功能 应用 multisim 对电路进行仿真分析的基本过程与 pspice 类似 只 是在绘电路图时还需要接入所需要的仪器仪表 构成完整的实验电路 在进行数字电路仿真或模拟电路瞬态分析时 不需要设置仿真类型和参 数 只需要打开虚拟的电源开关即可进行仿真 显示仿真结果 multisim 提供了数量众多的元器件 被分门别类地存放在多个器件 库中 在绘制电路图时只需打开器件库 再用鼠标左键选中要用的元器 件 并把它拖放到工作区即可 当光标移动到元器件的引脚时 会自动 产生一个带十字的黑点 进入到连线状态 单击鼠标左键确认后 移动 鼠标即可实现连线 搭接电路原理图既方便又快捷 就像在计算机上进 行实验一样 multisim 被美国 ni 公司收购以后 其性能得到了极大的提升 最 大的改变就是 multisim 9 与 labview 8 的完美结合 新特点 1 可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器 2 所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上 3 所有硬件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和 分析 multisim 9 组成 2 1 构建仿真电路 2 仿真电路环境 3 multi mcu 单片机仿真 4 fpga pld cpld 等仿真 5 fpga pld cpld 等仿真 6 通信系统分析与设计的模块 7 pcb 设计模块 直观 层板 32 层 快速自动布线 强制向量 和密度直方图 8 自动布线模块 仿真的内容 器件建模及仿真 可以建模及仿真的器件 模拟器件 二极管 三极管 功率管等 数字器件 74 系列 coms 系列 pld cpld 等 fpga 器件 电路的构建及仿真 单元电路 功能电路 单片机硬件电路的构建 及相应软件调试的仿真 系统的组成及仿真 commsim 是一个理想的通信系统的教学软件 它很适用于如 信号与系统 通信 网络 等课程 难度适合 从一般介绍到高级 使学生学的更快并且掌握的更多 commsim 含有 200 多个通用通信和数学模块 包含工业中的大部 分编码器 调制器 滤波器 信号源 信道等 commsim 中的模块和 通常通信技术中的很一致 这可以确保你的学生学会当今所有最重要的 通信技术 要观察仿真的结果 你可以有多种选择 时域 频域 xy 图 对 数坐标 比特误码率 眼图和功率谱 仪表仪器的原理及制造仿真 可以任意制造出属于自己的虚拟仪器 仪表 并在计算机仿真环境和实际环境中进行使用 pcb 的设计及制作 产品级版图的设计及制作 3 2 设计任务设计任务 2 1 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路设计设计 设计一个基极分压式射极偏置电路 已知 晶vvcc12 krl1 5 体管为 npn 管 其 根据以上要求设计并60 80 1 vcq amai 选取电路元件参数 使放大器能够不失真地放大正弦波信号 要求 1 确定电路元件参数的值 2 调试放大电路的静态工作点并研究电路参数 并测试静态工 作点 3 用示波器观察输入和输出波形并测试电压放大倍数 4 测量输入电阻和输出电阻 2 2 运算放大电路设计运算放大电路设计 试用一只运算放大电路 按下列要求选择外部电阻参数值 要求 电压放大倍数 所用电阻的阻值为 10k 或 100k 电阻数5 5 v a 量限制 5 个以内 2 3 集成运方电路设计集成运方电路设计 用集成运放 lm741 设计一个放大电路 输出电压可调节 要求 vvvv oo 12 6 maxmin vvi2 kri10 1 正确选择集成运放 lm741 的供电电源 确定各电阻阻值 2 测量 maxmin oo vv 4 2 4 桥式振荡电路设计桥式振荡电路设计 设计一个频率为 1khz 的 rc 桥式振荡电路 要求 1 确定电路各元件值 2 用示波器观察输出波形 3 设计过程设计过程 按照不周和要求 我采取的设计步骤基本为 先在草纸上先把各个 任务需要的电路图构思出来 然后在根据要求设计出各个元器件的参数 接着运用软件完成原理图 最后仿真检测 验证实验数据 3 1 基极分压式射极偏置电路设计基极分压式射极偏置电路设计 首先算rbe rbe rbb 1 26mv ieq 因为 ieq icq 根据条 件 icq等于 1ma 60 所以rbe 1 786 k icq 1ma 画出交流小 信号模型 根据电压增益公式求出 rc av rc rl rbe 1 re rc rl rbe rc rl 根据条件 av 80 算出 rc 近似等于 4 53k 选取 rb1 20k rb2 10k 根据公式 icq vbq re vbq rb2 rb1 rb2 vcc 根据条件 vcc 12v 可以算出 re 近似为 3 42 k 下面图 3 1 1 3 1 5 分别为基极分压式射极偏置电路静态工作点的确 定 原理图 输入输出波形 电压以及电阻的测量 5 图图 3 1 1 静态工作点的确定静态工作点的确定 icq 0 989ma 1ma ibq 0 017ma icq 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 图图 3 1 2 基极分压式射极偏置电路原理图基极分压式射极偏置电路原理图 6 图图 3 1 3 输入波形和输出波形输入波形和输出波形 图图 3 1 4 输入输出电压测量输入输出电压测量 7 电压增益 av vo vi 84 2 由于没有加入辅助电阻 其输入电压和信号源电压不能根据 ri ui us ui rs 计算出 ri 的值 所以只能选择最原始的方法 根据 ri vi ii 测其输入电阻 而后测其输出电阻 在输出波形不变的条件 下 测出空载时的输出电压 uo 和接入负载 rl时的输出电压 uo 根据 ro uo uo 1 rl计算出 ro 的值 图如 3 1 5 所示 图图 3 1 5 输入输出电阻测量输入输出电阻测量 根据公式 ri rb1 rb2 rbe rbe ro rc 根据测量计算得出 ri vi ii 1 5k rbe ro uo uo 1 rl 4 3k rc 8 3 2 运算放大电路设计运算放大电路设计 根据设计要求 电压放大倍数可知 可选用同相比例放大5 5 v a 电路 因同相放大电路 而要求所用电阻的阻值只能virirfvo 1 为 10k 或 100k 所以不能仅为一般的同相放大电路 根据条件 我采用输入分压式放大电路 所求 选virrrrrvo 52 5 3 41 取 即可满足放大倍数要 kr1004kr 103 krr10052 求 设计原理如下图 3 2 1 所示 图图 3 2 1 运算放大电路运算放大电路 根据图示测试数据可得 由此可5 5707 0 888 3 vivoav 证 所设计的电路满足要求 9 3 3 集成运方电路设计集成运方电路设计 通过阅读设计要求知道输出电压可调节 同时知道反相比例放vvvv oo 12 6 maxmin vvi2 kri10 大电路 那么 3 6 之间即可满足要求 如图virirfvo rirf 所示 为滑动变阻器 在最小时为零 1rri 42rrrf 4rvo4r 所以只需满足等于 3 即可 选取时 即可选取rirf kr1002 当最大时让为可调且满足最大为 9 kr 2 331vo4r1 42 rrr 可取最大为 100k 同时选择直流电压源为 12v 这样按图连接4r 成放大电路即可满足要求 下面 2 副图为经过反相放大电路得到的 vo 的 2 个电压值 图 3 3 1 为时 图 3 3 2 为时 04 rvvo6 min kr1004 vvo12 max v1 2 v vee 12v vcc 12v u1 lm741cm 3 2 4 7 6 51 r2 100k r4 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 01 v i 6 01 pa i 峰 峰 0 a i 有效值 0 a i 直流 6 01 pa 频率 e 图图 3 3 1 vvo6 min 10 v1 2 v vee 12v vcc 12v u1 lm741cm 3 2 4 7 6 51 r2 100k rx 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 pa 频率 e 图图 3 3 2 vvo12 max 还有一种设计使用 2 个放大器 结果更加准确 如图 3 3 3 所示 在 r8 为 0 时 同样当 r8 为 100 时 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 0k r8 10k lin key a 0 v1 2 v 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 频率 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 频率 10 5 khz 图图 3 3 3 vvo6 min 11 3 4 桥式振荡电路设计桥式振荡电路设计 开始根据 rc 桥式电路图的原理绘出大致电路 并根据 f 1 2 r c 选取 c 0 01uf 求得 r 约等于 15k 因为 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 根据振荡建立产生条件 af 1 所 以 av 3 又 av 1 rf ri 即 rf ri 2 时可以得到稳定的震荡波形 又因起振条件 af 应略大于 1 所以 av 1 rf ri 应略大于 3 即 rf ri 略大于 2 为了便于起振 同时又使失真减小 我选择在输出和 反馈之间加入两个二极管 作为稳幅环节 此处选取 ri r1 24k rf rp r4 rd rp 为 100 k 滑动变阻器 rd 为 二极管导通电阻 r4 5 1k 通过滑动变阻器对其进行调节 开始时 滑动变阻器 rp 选择在 50 处 可以使起振较快 随后减小 rp 到 43 出 可出现稳定地正弦波 其实桥式振荡电路设计只要选择适当的放大 电路和适合的电容即可 下图 3 4 1 3 4 3 分别为 rc 桥式振荡电路原理图 起振时波形和稳 定后的波形图 12 图图 3 4 1 rc 桥式振荡电路原理图桥式振荡电路原理图 图图 3 4 2 起振时波形起振时波形 13 图图 3 4 3 稳定的振荡波形稳定的振荡波形 4 实习体会实习体会 这次实习 在老师和同学的共同帮助下愉快的结束了 它不仅加深 同学与老师的了解 还学到了好多现代化的东西 让我受益匪浅 感谢 老师这一周来的悉心指导 经过一周的实习我对电路的设计已经有了初步的认识和基本的思想 以及一些应该考虑的基本规则 电子线路实习是一门教我们电子线路设 计与制作的基本技能的课程 老师的谆谆教导 同学的融洽合作 以及 这门课程自身所散发出的强大的实践性与趣味性一下子就深深的吸引住 了我 经过一周时间自己设计出了很多电路 好奇 兴奋 强烈的成就 感 真的不知道该用什么来形容了 运用软件设计电路图的目标就是要使设计的结果在生产实践是发挥 作用 目前的设计结果基本上以纸基图纸的方法进入到生产中 同时