模拟电子线路设计 实验报告
目錄
- 模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告
- 任務(wù)一 測(cè)量放大器
- 設(shè)計(jì)要求
- 1、實(shí)現(xiàn)功能
- 2、設(shè)計(jì)指標(biāo)
- 3、附加電路
- 二、設(shè)計(jì)所需要條件和工具
- 1、設(shè)計(jì)所需條件
- 2、工具
- 三、電路設(shè)計(jì)
- 1、總體框圖
- 3.測(cè)量放大器增益計(jì)算
- 四、電路調(diào)試
- 電路調(diào)試步驟
- （1）先按照上述仿真電路圖連接電路
- 任務(wù)二 簡(jiǎn)易模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
- 一、設(shè)計(jì)要求
- 實(shí)現(xiàn)功能
- 設(shè)計(jì)指標(biāo)
- 二、設(shè)計(jì)所需要條件和工具
- 1、設(shè)計(jì)所需條件
- 2、工具
- 三、電路設(shè)計(jì)
- 總體電路圖：
- 設(shè)計(jì)思路分析
- 元件參數(shù)選擇
- 四、電路調(diào)試
- 1.電路調(diào)試步驟
- 后記
- 完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告
模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告
任務(wù)一 測(cè)量放大器
設(shè)計(jì)要求
1、實(shí)現(xiàn)功能
實(shí)現(xiàn)一個(gè)測(cè)量放大器，并完成附加電路信號(hào)變換器的設(shè)計(jì)（將單電源信號(hào)轉(zhuǎn)換為差模信號(hào)作為測(cè)量放大器的輸入
2、設(shè)計(jì)指標(biāo)
差模增益AVD=100～ 1000，可調(diào)。
通頻帶：fL≤30Hz,fH ≥3kHz；
最大輸出電壓：±10V ；
增益的非線性誤差≤5% ；
差模輸入電阻≥2MΩ(由電路設(shè)計(jì)保證) 。
3、附加電路
設(shè)計(jì)一信號(hào)變換器將信號(hào)源輸出的單路信號(hào)變換為一對(duì)大小相等、方向相反的差模信號(hào)提供給測(cè)量放大器；用以測(cè)試放大器的性能指標(biāo)。
二、設(shè)計(jì)所需要條件和工具
1、設(shè)計(jì)所需條件
利用通用運(yùn)放芯片μA741、μA747、LM324 進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，采用雙入 單出的線路。
2、工具
面包板一片；
LM324 兩片；
（3）10k、22k、20k、300k 電阻各兩個(gè)；
（4）20k 滑動(dòng)變阻器一個(gè)；
函數(shù)發(fā)生器；
示波器；
杜邦線若干。
三、電路設(shè)計(jì)
1、總體框圖
2、總體電路圖
3.設(shè)計(jì)思路分析：
電壓跟隨器：獲得同相電壓信號(hào)； 反向放大器：獲得反向電壓信號(hào)；
三運(yùn)放測(cè)量放大器：兩級(jí)放大電路，對(duì)差模信號(hào)進(jìn)行放大；
電路圖分析：函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生單電源信號(hào)后，通過電壓跟隨器和反向放大器，產(chǎn)生兩路信號(hào)形成差模輸入，為確保是輸入的是一對(duì)差模信號(hào)，單電源信號(hào)必須通過一個(gè)和反向放大器完全相同的運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器，否則兩路信號(hào)會(huì)產(chǎn)生相位差，無法構(gòu)成差模信號(hào)。差模信號(hào)形成后，通過三運(yùn)放構(gòu)成的兩級(jí)測(cè)量放大電路，最后輸出。
3.測(cè)量放大器增益計(jì)算
4.參數(shù)選擇
在實(shí)驗(yàn)過程中，一定增益指標(biāo)下，為保證每一級(jí)的運(yùn)放都工作在較為合適的放大狀態(tài)，要盡可能使每一級(jí)放大的倍數(shù)相差不大，而不會(huì)使某個(gè)管子因放大倍數(shù)太大而失真。
據(jù)此原則，我均衡分配了兩級(jí)放大電路中的三個(gè)運(yùn)放的放大倍數(shù)，每一個(gè)運(yùn)放都放大二十幾倍，最終能完成增益
1000 倍左右的指標(biāo)。選擇的電阻參數(shù)如上圖仿真電路中所示：10k、22k、20k、300k
電阻各兩個(gè)；20k 滑動(dòng)變阻器一個(gè)。
四、電路調(diào)試
電路調(diào)試步驟
（1）先按照上述仿真電路圖連接電路
（2）在接好示波器探頭和信號(hào)源后，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變?nèi)\(yùn)放放大電
路第一級(jí)的放大倍數(shù)，當(dāng)增益能在100-1000的變化范圍內(nèi)變化，且改變輸入波
形頻率，使之在30Hz-3kHz范圍內(nèi)波形不失真，即調(diào)試成功。
（3）調(diào)試成功后，如下圖所示：
a.增益為100時(shí)：
b.增益為1000時(shí)：
c.頻率為20Hz時(shí)
d.頻率為7000Hz時(shí)：
2.調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法
（1）最開始電路無法正常工作，以為是連接失誤，重新連接了一遍電路，后發(fā)現(xiàn)還是出不了波形，然后通過觀察示波器波形對(duì)每一個(gè)運(yùn)放進(jìn)行單獨(dú)檢測(cè)，后發(fā)現(xiàn)有三個(gè)運(yùn)放由于芯片壞了無法正常工作，后更換芯片后波形正常；
（2） 最開始，由于電阻參數(shù)沒有設(shè)計(jì)好，導(dǎo)致最大增益只能達(dá)到
500，后通過分析公式和電路，調(diào)整了部分電阻值，才達(dá)到了理想的增益。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
由調(diào)試過程中所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果截圖可得：該設(shè)計(jì)滿足實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)要求，可完成增益為
100-1000、頻率范圍 30-3000Hz 的要求，最終設(shè)計(jì)結(jié)果頻率范圍為
20Hz-1MHz,滿足預(yù)期要求。
任務(wù)二 簡(jiǎn)易模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
一、設(shè)計(jì)要求
實(shí)現(xiàn)功能
將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱 A/D 轉(zhuǎn)換器或ADC，Analog
to Digital Converter），A/D
轉(zhuǎn)換的作用是將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào)。
A/D 轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼 4 個(gè)過程。
設(shè)計(jì)指標(biāo)
采樣保持：
100Hz 正弦波信號(hào)作為測(cè)試源信號(hào)（必要時(shí)進(jìn)行放大，峰值為 8V。）
取樣保持電路采樣頻率為
200Hz，此部分電路通過示波器觀察所檢測(cè)正弦波信號(hào)波形基本不失真。
觀察所檢測(cè)正弦波信號(hào)正峰值幅度為 8±0.5V。
量化：
將 8V 電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成 4 位數(shù)字信號(hào)。
最多采用 8 個(gè)單元的集成運(yùn)放，量化精度<0.5V；
采用發(fā)光二極管顯示輸出高低電平。
二、設(shè)計(jì)所需要條件和工具
1、設(shè)計(jì)所需條件
利用通用運(yùn)放芯片 uA747、LM324。
2、工具
（1）面包板一片；
（2）LM324 兩片；
（3）100 電阻 11 個(gè)， 68k 電阻 12 個(gè)；5k 變阻器 3 個(gè)
（4）5k 變阻器 3 個(gè)；
（5）發(fā)光二極管；
（6）74HC6053 數(shù)字開關(guān)一個(gè)；
（7）函數(shù)發(fā)生器；
（8）示波器；
（9）杜邦線若干。
三、電路設(shè)計(jì)
總體電路圖：
設(shè)計(jì)思路分析
采樣保持：
通過數(shù)字開關(guān)元件的接通通道來控制采樣與否；
函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生兩路信號(hào)，一路作為采樣信號(hào)輸入射極跟隨器，以供采樣；
一路方波信號(hào)作為時(shí)鐘信號(hào)源，控制電容的充放電，從而控制保持的時(shí)間；
通過設(shè)計(jì)好電容的大小，保證電容充放電時(shí)間能滿足采樣時(shí)間的要求。
量化：
電路要實(shí)現(xiàn)量化的功能，就需要進(jìn)行電壓比較和減法運(yùn)算，還需要相應(yīng)的顯示電路和邏輯控制電路。先用電壓比較器進(jìn)行比較，如果滿足該電壓比較器的條
件，在下一級(jí)就要減掉該電壓數(shù)值，同時(shí)該級(jí)的 LED
發(fā)光。以此類推，可以實(shí)現(xiàn)電壓的量化。
元件參數(shù)選擇
使用 LM324 的運(yùn)算放大器，要實(shí)現(xiàn)減法器，必須使反饋電阻等于輸入端的電阻，選用
68k 電阻。
四、電路調(diào)試
1.電路調(diào)試步驟
a.采樣電路
b. 量化電路：
采樣電路將 15V 電源、示波器、函數(shù)發(fā)生器連接好后，觀察波形；
調(diào)試結(jié)果：
a.采樣保持：
后記
本次實(shí)驗(yàn)只需要做完第一個(gè)就能及格。因第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是在是薛定諤的好與壞導(dǎo)致心態(tài)有點(diǎn)崩。因?yàn)椴⑽赐暾鐾?#xff0c;故只有一部分內(nèi)容。
完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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既來之，則贊之
若有疑問，暢所欲言
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的模拟电子线路设计 实验报告的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
