电子技术课程设计指导

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1、电子技术课程设计指导长安大学电工电子教学部一、课程设计指导二、数字频率计的设计实例三、集成直流稳压电源的设计四、电容数字测量仪的设计五、多路数据采集系统的设计附录：参考文献软件： word 、visio、 protel 、Pspice、EWB、Multisim 等、课程设计指导“电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习电子技术的 综合性训练，该训练通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成。学生通过动 脑、动手解决若干个实际问题，巩固和运用在“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片 机原理与应用”等课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计 方

2、法，提高设计能力和实验技能，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。（一）、电子技术课程教学目的与要求实验课、课程设计和毕业设计是大学阶段既互相联系又互有区别的三大实践性教学环 节。实验课着眼于通过实验验证课程的基本理论，培养学生的初步实验技能。而课程设计 则是针对某一门课程的要求，对学生进行综合性训练，培养学生运用课程中所学到的理论 与实践紧密结合，独立地解决实际问题。毕业设计虽然也是综合性训练，但它不是针对某 一门课程，而是针对本专业的要求所进行的更为全面的综合训练。电子技术课程设计应达到如下基本要求：1. 巩固和加强“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程的理论知识。2. 掌握电子电

3、路的一般设计方法，了解电子产品的研制开发过程，培养学生创新能 力和思维能力。3. 掌握电子电路安装与调试方法及故障排除方法。4. 提高学生电子电路技能及仪器使用能力、撰写课程设计总结报告能力。5. 通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析、解决问题的能力。（二）、电子技术课程设计教学安排电子技术课程设计是在学完“模拟电子技术”和“数字电子技术”两门课程之一后进 行的，学生已有一定的理论基础、实验技能和自学能力。因此，课程设计应采用自学的教 学方法，少讲课，多实践。具体来说，课程设计教学可以包括以下几个方面：1. 学生自学本教材中的有关内容，阅读教师推荐的有关参考资料。2. 学生针对课程设计中题

4、目的内容和要求自己进行独立的设计。3. 教师给予指导和答疑，必要时可适当安排讲课。4. 学生进入实验室进行独立的安装与调试，并撰写课程设计总结报告。5. 教师进行验收与考核。电子技术课程设计的教学安排可参考图 1-1，下面对此图作一些具体说明图 1-1 电子技术课程设计教学安排示意图（虚线框内环节可视实际情况选择）1. 课程设计选题可根据学生具体情况由指导教师指定，也可由学生自己选定。2. 应完成原理图电路的设计，并画出完整的电路图、列出详细的元器件清单之后，经指导教师同意，才能进行安装调试；3. 在实验电路安装调试后，由实验教师验收考核合格后，才能拆线，归还元器件和工 具。4. 学生在实验电

5、路安装调试满足基本功能后，如时间允许，还可在原有基础上扩展功 能，充分发挥学生的积极性和创造思维；5. 指导教师验收分四部分：（1）电路布局及安装工艺；（2）基本功能及性能指标；（3）扩展功能；（4）回答有关问题。（三）、电子技术课程设计成绩评定电子技术课程设计成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五种，成绩的评定主要 参照一下几个方面：1. 学生独立设计电路能力。2. 实验电路完成情况。3. 指导教师的考核及验收。4. 课程设计报告。5. 有下列情况之一者，要酌情减分：（1）设计报告有抄袭行为或有意给别人抄袭；（2）损坏或丢失实验时的物品，包括元器件、仪器设备和工具；（3）迟交实验报告。（四

6、）、电子技术课程设计报告要求每人必须写出一份 4000字以上的课程设计报告，报告包括以下内容：题目名称、前言 目录、摘要、关键字、设计要求、正文、鸣谢、元器件明细表、附图、参考文献。其中， 前言应包含设计题目的主要内容、资料收集与工作过程简介。正文参考格式如下： 第一章 系统概述简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性分析论证，各功能块的划分与组成，全面 介绍总体工作过程或工作原理。第二章 单元电路设计与分析详细介绍各单元电路的选择、设计及工作原理分析，并介绍有关参数的计算及元器件 参数的选择等。第三章 电路的安装与调试介绍电路安装调试过程中所遇到的主要技术问题，给出现象记录、原因分析、解决措

7、施及效果，详细介绍电路的性能指标或功能的测试方法、步骤、仪器设备、记录的图表和 数据。第四章 结束语简单介绍对设计题目的结论性意见，进一步完善或改进全部元器件，它的格式如表1-1所示：表1-1元器件明细表序号作者名书刊名出版社出版时间（刊号）二 、数字频率计的设计实例（一）、.频率计测量的工作原理数字频率计是用于测量信号频率的电路。测量信号的频率参数是最常用的测量方法之 一。实现频率测量的方法较多，在此我们主要介绍三种常用的方法：时间门限测量法、标 准频率比较测量法、等精度测量法。（1）时间门限测量法在一定的时间门限T内，如果测得输入信号的脉冲数为N,设待测信号的频率为fx，则N该信号的频率为

8、fxT改变时间T，则可改变测量频率范围。此方法的原理框图如图2-1所示，时序波形图如 图 2-2 所示。TAUWWWU1IM星信号用时间门限测量方法测量时，电路实现起来较容易，但对产生的时间门限要求精度较高，测量的时间误差最大是正负一个待测信号周期，即 t = 1/f。x（2）标准频率比较测量法用两组计数器在相同的时间门限内同时计数，测得待测信号的脉冲个数为N已知的标准频率信号的脉冲个数为N2,设待测信号的频率为f,已知的标准频率信号的频率为f0；2 x 0NN由于测量时间相同，则可得到如下等式：片=才ff x0从上式可得出待测信号的频率公式为：f = f fx 02标准频率比较测量法对测量产

9、生的时间门限的精度要求不高，对标准频率信号的频率 准确度和稳定度要求较高，标准信号的频率越高，测量的精度就越高。该方法的测量时间 误差与时间门限测量法的相同，可能的最大误差为正负一个待测信号周期，即 t = 1/f。X测量时可能产生的误差时序波形如图2-3所示。被测信岂nnr血irmruinTL 测呈时间 门限- 测量信号测频汁数I图2-3测量时可能产生的误差波形图（3）等精度测量法以上介绍的两种测量频率的方法实现电路容易，但是，测量的精度与待测信号的频率 有关，待测信号频率越高，测量的精度就越高，反之，测量精度越低。为了提高测量低频 时的精度，使得测量的高、低频率精度都一样，一般采用等精度测

10、量法。上面介绍的两种方法都是在闸门门限的控制下来实现计数器的计数开始和结束的。当 闸门门限的上升沿到来时，计数器计数开始，当闸门门限的下降沿到来时，计数器计数结 束。如果测量信号脉冲和闸门信号不同步时，就可能产生一个脉冲周期的最大误差。等精度测量法的机理是在标准频率比较测量法的基础上改变计数器的计数开始和结束 与闸门门限的上升沿和下降沿的严格关系。当闸门门限的上升沿到来时，如果待测信号的 上升沿未到，则两组计数器不计数，只有当待测信号的上升沿到来时，两组计数器才开始 计数；当闸门门限的下降沿到来时，如果待测信号的一个周期未结束，两组计数器也不计 数，只有当待测信号的一个周期结束时两组计数器才停

11、止计数。这样就克服了待测信号的 脉冲周期不完整的问题，其误差只由标准频率信号产生，与待测信号的频率无关。最大误 差为正负一个标准频率周期，即At = l/f0。由于一般标准信号频率都在几十MHz以上, 因此误差小于 10-6。等精度测量法的时序波形图如图 2-4所示。被测信号_TLnmnmnfLnrL测盘rk r 対门阻测置闸门1测量信兮U U U U U U 测频计数IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII图2-4等精度测量法的时序波形图（二）、频率计电路设计以上介绍的三种测量频率的方法中，第一种方法的实现电路较容易实现，第二、三种 方法需要进行公式计

12、算，用微处理机作为控制核心实现才比较容易。下面主要介绍时间门 限测量法的电路设计。实例： 设计一频率计，要求：(1) 测量的频率范围为1HZ1 OkHZ.( 2 ) 显示位数用四位数码显示。解：时间门限测量频率的原理框图如图 2-1 所示，晶体振荡电路产生较高的标准频率， 经分频电路可获得各种时间基准脉冲(T=1s, 0.1s, 10ms, 1ms,)，由开关S控制选择 时基脉冲。被测信号经放大整形后变成脉冲信号送到主控门的输入端，只有在闸门信号的 闸门时间T内输入信号才能通过主控门进行计数。测频电路的时序波形如图2-2所示。(三) 、实现电路及说明时间门限测量频率电路图如图 2-5 所示。电

13、路中的振荡电路产生1MHz的频率标准，经分频器10分频、102分频、103分频、104 分频、105分频、106分频，产生6种时基信号10p s、0.1ms、1ms、10ms、0.1s、1s，分频 电路由十进制计数器74LS90实现。时基信号由八选一数据选择器(74LS151(D15)实现选择。当S2S1S0=000时，选择 1s, S2S1S0=001时选择0.1s, ,S2S1S0=101时选择10p s。选择的时基信号经触发器构成对 应时间宽度的时基门限。计数显示：计数器由四片74LS90十进制计数器D7D10实现，计数完成后数据锁存 由74LS374完成，锁存后的数据经74LS48数码

14、管驱动器和共阴极数码管进行显示。显示数 值到下一次计数完成后刷新。可用发光管或其他方法提示频率单位Hz或kHz。由于篇幅有限，读者可自行设计。图路电率频量测63工、4c曲 =n(.J CuIflHofiaTFficq-z arJ c-TIs8OrlOCMgfl2舍寸Lgus三、集成直流稳压电源的设计一) 、实验目的通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会：(1) 选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源(2) 掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。(二)、设计任务1. 集成稳压电源的主要技术指标(1) 同时输出土 15V电压、输出电流为2A.(2) 输出纹波电压小于5mV稳压系数小于5X10-3输出内阻小于0.1 Q。(3) 加输出保护电路，最大输出电流不超过 2A。2设计要求(1) 电源变压器只作理论设计。( 2) 合理选择集成稳压器及扩流三极管。( 3) 保护电路拟采用限流型。( 4 ) 完成整个电路理论设计、安装调试、绘制电路图，自制印刷板。( 5) 撰写课程设计报告、调试报告及使用说明书。(三)、基本原理1. 直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成，基本框图如图3-1 所示。各部分电路的作用如下：图3-1直流稳