模电课程设计(1)

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1、模拟电子技术课程设计对讲机放大电路直流稳压电源与充电电源函数信号发生器1.电路原理图绘制正确（或仿真电路图）；2.掌握EWB仿真软件的使用和电路测试方法；2.电路仿真达到技术指标。3. 完成实际电路，掌握电路的指标测试方法；4.实际电路达到技术指标。一、设计要求1. 原理了解，清楚设计内容。2. 原理及连线图绘制，仿真结果正确。3. 安装实际电路。4. 调试，功能实现。5. 教师检查及答辩。6. 完成设计报告。二、设计步骤三、时间时间 安 排时间时间地点内容18周 星期一4号楼布置设计设计 方案 18周 星期二2号楼机房计计算机设计设计 仿真 18周星期三上午2号楼 机房仿真结结果检查检查 1

2、8周星期三下午2号楼 实验实验 室领设备领设备 、安装 18周 星期三至周五2号楼 实验实验 室安装、调试调试 教师检师检 查查 18周 星期六、日自由安排写设计报设计报 告四、实验报实验报 告要求1.画图要求：1）原理图（草图）要清楚，标注元件参数2）正式原理图、接线图： A4打印EWB画图。3）要求用统一格式封面；4）使用中原工学院课程设计报告专用纸。5）图要顶天立地，均匀分布，合理布局2.课程设计报告要求a.题目：b.设计任务及技术指标c.设计内容及原理d.设计步骤和方法（仿真、实际电路分别来写）e.安装与调试f.电路的指标结果（仿真、实际电路分别来写）f.所用仪器和设备g.参考文献对讲

3、机放大电路一、设计任务及技术指标放大器abcdKY2Y1图1-1 对讲机原理图输入 级中间 级输出 级前置级信号源负载图1-2 放大器方框图电压放大倍数：Av=100；最大输出电压：Vo=1V；频 率 响 应 ：30Hz30KHz；输入电阻 ：Ri 15K；失真度 ： Vom+VCESR9=VomVomQ（VCEQ，ICQ）2VCEQ Vcc VCEVCEQICQ2ICQIC0VCEST2级级是输输出级级，输输出 电压电压 比较较大，静态态工作 点设设在负载线负载线 的中点。指标标中，RL=2K，取VE2=3V，VCES=1V；确定R8=3.5K，R9=1.5K，取标标称值值，R8=3.3K，

4、R9=1.5K，则则静态值态值 ICQ=2mA，VCEQ2=2.4V。 Vcc-VCEQ2=ICQ2 R8+VE2VCEQ2= ICQ2 VCEQ2 Vom+VCESR9=确定T2级三极管参数： 晶体管的选取主要依据晶体管的三个极限参数：BVCEO 三极管c-e间最大电压VCEmaxICM三极管工作时的最大电流ICmaxPCM 三极管工作时的最大功耗PCmaxVomVomQ（VCEQ，ICQ）2VCEQ Vcc VCEVCEQICQ2ICQIC0VCESVCE最大值为: VCE2max=VccIC2的最大值为: IC2max =2ICQ2 T2的最大功耗为：PCmax = VCEQ2 ICQ因

5、此T2的参数应满足： BVCEO 12V ICM2ICQ2 = 4mA PCM VCEQ2 ICQ2 = 4.8mW 选用3DG系列小功率三极管，2=80。确定T2级基极电阻参数：选取原则： 1. 基极电压VB2越稳定，则电路的稳定性 越好，需满足IR IB2. IR不能过大，否则R6、R7的值太小。会 增加电源的消耗；使第二级的输入电阻降低 ，从而使第一级的放大倍数降低。为了使VB2稳定同时第二级的输入电阻 又不致太小，按下式选取IR的值：IR=（5 10）IBQ 硅管 IR=（10 15）IBQ 锗管 本电电路选选用硅管，取 IR= 5 IBQR6 = 取标标称值值，R7=30K，R9=6

6、8K。R7 = T1级发射极、集电极电阻及静态工作点：因为T1级是放大器的输入级，其输入信号比较小，放大后的输出电压也不大，所以 对于第一级失真度和输出幅度的要求比较容 易实现，主要考虑如何减小噪声，三极管的 噪声大小与工作点的选取有很大关系，减小 静态电流对降低噪声是有利的，但对提高放 大倍数不利，所以静态电流不能太小。在工 程计算中，一般对小信号的输入级都不详细 计算，而是凭经验直接选取：I CQ1 = 0.11 mA 硅管I CQ1 = 0.12 mA 锗管b）确定T1级的参数VE1 = 3V ，VCEQ1 = 3V； ICQ1 = 0.5 mAR4 +R5 = 取标标称值值： R3=1

7、2K，R4=56，R5=5.6KR3 = T1级三极管参数：BVCEO 12V，ICM 0.5 mA ，PCM 1.5 mW选用3DG三极管可以满足要求。确定T1级级基极电电阻参数：取IR= 10 IBQ1 ，VE1 = 3V R1 = 取R1 = 130K，R2 = 56KR2 = c）耦合电容和旁路电容的选取下限频率 fL决定耦合电容及旁路电容，电容的容量越大则放大器的低频响应越好。工程计算中，常凭经验选取。耦 合 电 容 ： 2 10 F发射极旁路电容： 150 200 Fd）反馈馈网络络的计计算Rf = 100R4-R4=5.5K取Rf = 5.6K，Cf=10F3)功放级参数确定a）

8、确定电电源电压电压 ：为为了保证电证电 路安全可靠地工作，通常使电电路的最大输输出功率Pom比额额定输输出功率PO要大些，一般取：Pom=（ 1.5 2 ）PO所以最大输输出电压应电压应 根据Pom来计计算，为为：Vom=Vcc/2即：Vcc=2 其中称为电为电 源利用效率，一般取：=0.6 0.812V的电源可满足放大电路和OTL功率放大电路的要求。b）确定输输出级级功放管参数BVCEO VCEmax，ICM ICmax；PCM PC max。BVCEO VCEmax = 2 Vcc/2=12VICM ICmax = PCM PC max = 0.2Pom=0.2 0.25W=50mW。因此

9、选选用一般大功率管三极管可以满满足要求。 c）计计算推动级电动级电 路：T4的Q：Q设设在负载线负载线 的中点 VC4= VCES4 + ICQ4 R15 ICQ4 3 I B6 maxICQ4= 2 10 mA（ICQ4 = 10 mA）VA= VCC/2 = 6VVCES4=2 3V VC4=6 - VBE6 = 5.5V确定R15=250 。 IRP=（5 10）IBQ4 = （5 10）RP = R14 = 4取80，电阻 标称值：R15=270、R14=5.1K、RP=10K电位器。VB4=VE4+ VBE4 = ICQ4 R15+ VBE4=3.1VR11 R12电电阻为标为标 称

10、值值 ： R11=120，R12=430。1）使用仿真软件画出电路原理图，标出节点。2）电路直流分析，判断放大电路及功放级的电路状态。3）电路交流分析，通过对不同节点的分析观察其幅频特性和相频特性是否满足设计要求。4）对电路进行瞬态分析（示波器），观察放大级输出的波形，波形不失真，输出电压、失真度、带宽等指标达到要求。三、调试方法1仿真调试步骤：2实际电路调试直流稳压电源与充电电源一、设计任务及技术指标整流滤波 电 路稳 压 电 路充电电路 （慢充）充电电路 （快充）1整流滤波电路采用桥式整流电容滤波电路。 2稳压电路采用带有限流型保护电路的晶体管串联稳压电路。 3充电电路采用两个晶体管恒流源

11、电路。整体电路框图输出电压：3V、6V两档，且正负极性可以转换。输出电流：额定电流为150mA，最大电流500 mA。额定电流输出时，Uo/Uo小于10%。“慢充”或“快充” ：能对4节5号或7号可充电电池“慢充”或“快充”。慢充的充电电流为50mA60mA ，快充的充电电流为 110mA130mA。1.主要技术指标：1. 稳压电路设计稳压电稳压电 路采用带带有限流保护电护电 路的晶体管串联稳压电联稳压电 路。二、直流稳压电源与充电电源的设计方案：稳压电路的组成稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压 值不能连续调节。线性串联型稳压电源的工作电流 较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。基

12、本调整管 稳压电路利用晶体管放大作用，将稳压管稳定电路的输出电流放大 后，再作为辅在电流。电路采用设计输出方式，因而引入了电 压负反馈可以稳定输出电压。串联型稳压电源电路的组成用三极管输出电压可调的特点所组成的稳压电 源，因三极管与负载相串联，所以，又称为串联型 稳压电源。串联型稳压电源可实现输出电压可调的 目的。稳压电源中的稳压电路由四个单元组成。 （1）基准单元：限流电阻R2和稳压管D1组成稳压电路的基准 单元，该单元的作用是为稳压电路提供自动调整所需的基准电 压UZ。 （2）取样单元：电阻R3、R4和电位器RP组成稳压电路的取样 单元，因该单元与负载电阻RL相并联，所以该电路两端电压的

13、变化情况直接反映了输出电压的变化情况。 （3）放大单元：稳压电路中的放大单元由三极管T2、电阻R1和 稳压管D1等器件组成，该电路可将取样电路所采到的电压UB2与 基准电压UZ进行比较，并产生与输出电压变化情况成正比的控 制信号，控制信号经放大后产生控制电压，控制调整管T1的输 出电压，以保证稳压电源输出电压的稳定。 （4）调整单元：稳压电路中的调整单元由三极管T1和外接的负 载电阻RL等器件组成，调整管T1与负载电阻RL等组成射极输出 器。射极输出器是串联电压负反馈电路，因电压反馈可以稳定 输出电压，所以，稳压电源的输出电压将很稳定。因稳压电源的输出电流等于调整管的集电极电 流，当输出电流太

14、大时，可采用复合管作为调整管 ，以提高电路的输出电流.由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。当输出电流过大或发生短路时，调整管会因 电流过大或电压过高而损坏，所以需要对调整管加以保护。 电路 中，R2、LED1组成减流型保护电路。此电路设计在I0P1.2I0时开始起保护作用，此时输出电流减小，输出电压降低。故障排除 后电路应能自动恢复正常工作。在调试时，若保护提前作用，应 减少R2值；若保护作用迟后，则应增大R2之值。 充电电路一般采用晶体管恒流源电路。 2充电电路部分设计LED给晶体管发射极提供2V的直流稳定电压 ，再利用R7的电流负反馈作用使集电极电流IO1

15、保 持恒定。 IDIO1IRe IB慢充电路原理图UOIReIO2IBID快充电路原理图由于快充时充电电流IO2较大，因此晶体管管耗也变大。 为降低管耗，可在集电极回路上增加一个降压电阻R11， 此时Uce减小，管耗也随之减小。式中，R9、R10的计算 与慢充电路相同。直流稳压电 源与充电电 源主体电路函数信号发生器1输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出； 2输出电压均为双极性； 3输出阻抗均为50； 4输出为方波时输出电压峰值为05V可调，输出信号频 率为200Hz 2KHz可调。 5输出为三角波时输出电压峰值为05V可调，输出信号 频率为200Hz 2KHz可调。 一、函数信号发生器设计任务：设计一函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形。二、主要技术指标：三函数信号发生器的设计方案：1方波发发生器在方波信号发发生器电电路的基础础上增加了一级级放大器 ，目的是为为了实现输实现输 出电压电压 可调调和输输出阻抗为为50。在三角波信号发发生器电电路的基础础上增加了一 级级放大器，目的是为为了实现输实现输 出电压电压 可调调和输输 出阻抗为为50。 2三角波发生器