電子線路實習報告

1、目目 錄錄 1.軟件介紹： .- 1 - 2.設計任務 .- 3 - 2.1.基極分壓式射極偏置電路設計.- 3 - 2.2.運算放大電路設計.- 3 - 2.3.集成運方電路設計.- 3 - 2.4.橋式振蕩電路設計.- 4 - 3.設計過程 .- 4 - 3.1.基極分壓式射極偏置電路設計.- 4 - 3.2.運算放大電路設計.- 8 - 3.3.集成運方電路設計.- 9 - 3.4.橋式振蕩電路設計.- 11 - 4.實習體會 .- 13 - 5.參考文獻 .- 14 - 6.元器件清單 .- 14 - 6.1.基極分壓式射極偏置電路.- 14 - 6.2.運算放大電路.- 15 - 6

2、.3.集成運方電路.- 15 - 6.4.rc 橋式振蕩電路 .- 15 - - 1 - 1. 軟件介紹：軟件介紹： multisim9.0 介紹及應用介紹及應用: multisim 是加拿大 interactive image technologies 公司推出的 windows 環(huán)境下的電路仿真軟件，是廣泛應用的 ewb(electronics workbench，電子工作臺)的升級版，不僅可以完成電路瞬態(tài)分析和穩(wěn) 態(tài)分析、時域和頻域分析、噪聲分析和直流分析等基本功能，而且還提 供了離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析和電路容差 分析等電路分析方法，并具有故障模擬和數(shù)據儲存等功

3、能。 應用 multisim 對電路進行仿真分析的基本過程與 pspice 類似，只 是在繪電路圖時還需要接入所需要的儀器儀表，構成完整的實驗電路。 在進行數(shù)字電路仿真或模擬電路瞬態(tài)分析時，不需要設置仿真類型和參 數(shù)，只需要打開虛擬的電源開關即可進行仿真，顯示仿真結果。 multisim 提供了數(shù)量眾多的元器件，被分門別類地存放在多個器件 庫中。在繪制電路圖時只需打開器件庫，再用鼠標左鍵選中要用的元器 件，并把它拖放到工作區(qū)即可。當光標移動到元器件的引腳時，會自動 產生一個帶十字的黑點，進入到連線狀態(tài)。單擊鼠標左鍵確認后，移動 鼠標即可實現(xiàn)連線，搭接電路原理圖既方便又快捷，就像在計算機上進 行

4、實驗一樣。 multisim 被美國 ni 公司收購以后，其性能得到了極大的提升。最 大的改變就是：multisim 9 與 labview 8 的完美結合： 新特點： （1）可以根據自己的需求制造出真正屬于自己的儀器； （2）所有的虛擬信號都可以通過計算機輸出到實際的硬件電路上； （3）所有硬件電路產生的結果都可以輸回到計算機中進行處理和 分析。 multisim 9 組成： - 2 - 1構建仿真電路 2仿真電路環(huán)境 3multi mcu - 單片機仿真 4fpga、pld，cpld 等仿真 5fpga、pld，cpld 等仿真 6通信系統(tǒng)分析與設計的模塊 7 pcb 設計模塊：直觀、層板

5、 32 層、快速自動布線、強制向量 和密度直方圖 8自動布線模塊 仿真的內容： 器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件： 模擬器件（二極管，三極管，功率管等）； 數(shù)字器件（74 系列，coms 系列，pld，cpld 等）； fpga 器件。 電路的構建及仿真：單元電路、功能電路、單片機硬件電路的構建 及相應軟件調試的仿真。 系統(tǒng)的組成及仿真：commsim 是一個理想的通信系統(tǒng)的教學軟件。 它很適用于如信號與系統(tǒng)、通信、網絡等課程，難度適合 從一般介紹到高級。使學生學的更快并且掌握的更多。 commsim 含有 200 多個通用通信和數(shù)學模塊，包含工業(yè)中的大部 分編碼器，調制器，濾波器，信號源

6、，信道等，commsim 中的模塊和 通常通信技術中的很一致，這可以確保你的學生學會當今所有最重要的 通信技術。 要觀察仿真的結果，你可以有多種選擇：時域，頻域，xy 圖，對 數(shù)坐標，比特誤碼率，眼圖和功率譜。 儀表儀器的原理及制造仿真：可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器、 儀表，并在計算機仿真環(huán)境和實際環(huán)境中進行使用。 pcb 的設計及制作：產品級版圖的設計及制作。 - 3 - 2. 設計任務設計任務 2.1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電路設計設計 設計一個基極分壓式射極偏置電路。已知 , 晶vvcc12krl1 . 5 體管為 npn 管, 其，。根據以上要求設計并6080,

7、1 vcq amai 選取電路元件參數(shù)，使放大器能夠不失真地放大正弦波信號。 要求： （1）確定電路元件參數(shù)的值； （2）調試放大電路的靜態(tài)工作點并研究電路參數(shù)，并測試靜態(tài)工 作點； （3）用示波器觀察輸入和輸出波形并測試電壓放大倍數(shù)； （4）測量輸入電阻和輸出電阻。 2.2. 運算放大電路設計運算放大電路設計 試用一只運算放大電路，按下列要求選擇外部電阻參數(shù)值。要求： 電壓放大倍數(shù)，所用電阻的阻值為 10k 或 100k（電阻數(shù)5 . 5 v a 量限制 5 個以內） 。 2.3. 集成運方電路設計集成運方電路設計 用集成運放 lm741 設計一個放大電路，輸出電壓可調節(jié)： ，,。要求：vv

8、vv oo 12,6 maxmin vvi2kri10 （1）正確選擇集成運放 lm741 的供電電源，確定各電阻阻值； （2）測量。 maxmin,oo vv - 4 - 2.4. 橋式振蕩電路設計橋式振蕩電路設計 設計一個頻率為 1khz 的 rc 橋式振蕩電路。要求： （1）確定電路各元件值； （2）用示波器觀察輸出波形。 3. 設計過程設計過程 按照不周和要求，我采取的設計步驟基本為：先在草紙上先把各個 任務需要的電路圖構思出來；然后在根據要求設計出各個元器件的參數(shù)； 接著運用軟件完成原理圖；最后仿真檢測，驗證實驗數(shù)據。 3.1. 基極分壓式射極偏置電路設計基極分壓式射極偏置電路設計

9、首先算rbe ，rbe = rbb+ (1+) 26mv / ieq，因為 ieq icq，根據條 件 icq等于 1ma，=60，所以rbe = 1.786 k，icq 1ma。畫出交流小 信號模型，根據電壓增益公式求出 rc，av= -（rcrl）/ rbe+(1+) re=-rcrl /rbe （rc+rl） ，根據條件 av= - 80，算出 rc 近似等于 4.53k。選取 rb1 = 20k，rb2 = 10k，根據公式 icq=vbq / re，vbq（rb2 / rb1 + rb2 ）vcc，根據條件 vcc12v 可以算出 re 近似為 3.42 k。 下面圖 3.1.13.

10、1.5 分別為基極分壓式射極偏置電路靜態(tài)工作點的確 定，原理圖，輸入輸出波形、電壓以及電阻的測量。 - 5 - 圖圖 3.1.1 靜態(tài)工作點的確定靜態(tài)工作點的確定 icq=0.989ma1ma；ibq=0.017maicq/； 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 圖圖 3.1.2 基極分壓式射極偏置電路原理圖基極分壓式射極偏置電路

11、原理圖 - 6 - 圖圖 3.1.3 輸入波形和輸出波形輸入波形和輸出波形 圖圖 3.1.4 輸入輸出電壓測量輸入輸出電壓測量 - 7 - 電壓增益 avvo/vi= - 84.2 由于沒有加入輔助電阻，其輸入電壓和信號源電壓不能根據 riui/(us-ui)rs 計算出 ri 的值。所以只能選擇最原始的方法，根據 rivi /ii 測其輸入電阻；而后測其輸出電阻，在輸出波形不變的條件 下，測出空載時的輸出電壓 uo和接入負載 rl時的輸出電壓 uo 根據 ro（uo/uo）1rl計算出 ro 的值。圖如 3.1.5 所示。 圖圖 3.1.5 輸入輸出電阻測量輸入輸出電阻測量 根據公式，rir

12、b1 |rb2| rberbe；rorc。 根據測量計算得出，rivi /ii=1.5krbe；ro（uo/uo）1 rl4.3krc。 - 8 - 3.2. 運算放大電路設計運算放大電路設計 根據設計要求，電壓放大倍數(shù)可知，可選用同相比例放大5 . 5 v a 電路；因同相放大電路，而要求所用電阻的阻值只能virirfvo)/1 ( 為 10k 或 100k，所以不能僅為一般的同相放大電路。根據條件， 我采用輸入分壓式放大電路，所求，選virrrrrvo)52/(5)3/41 ( 取，即可滿足放大倍數(shù)要kr1004kr103krr10052 求。 設計原理如下圖 3.2.1 所示。 圖圖 3

13、.2.1 運算放大電路運算放大電路 根據圖示測試數(shù)據可得，由此可5 . 5707 . 0 /888 . 3 /vivoav 證，所設計的電路滿足要求。 - 9 - 3.3. 集成運方電路設計集成運方電路設計 通過閱讀設計要求知道輸出電壓可調節(jié)： ，,。同時知道反相比例放vvvv oo 12,6 maxmin vvi2kri10 大電路，那么36 之間即可滿足要求。如圖virirfvo)/(rirf / 所示，為滑動變阻器。在最小時為零，1rri 42rrrf4rvo4r 所以只需滿足等于 3 即可。選取時，即可選取rirf /kr1002 ；當最大時讓為可調且滿足最大為 9，kr 2 . 33

14、1vo4r1/ )42(rrr 可取最大為 100k，同時選擇直流電壓源為+-12v，這樣按圖連接4r 成放大電路即可滿足要求。 下面 2 副圖為經過反相放大電路得到的 vo 的 2 個電壓值。圖 3.3.1 為時；圖 3.3.2 為時。04 rvvo6 min kr1004 vvo12 max v1 2 v vee -12v vcc 12v u1 lm741cm 3 2 4 7 6 51 r2 100kr4 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): -6.0

15、1 v i: -6.01 pa i(峰-峰): 0 a i(有效值): 0 a i(直流): -6.01 pa 頻率: -e- 圖圖 3.3.1 vvo6 min - 10 - v1 2 v vee -12v vcc 12v u1 lm741cm 3 2 4 7 6 51 r2 100krx 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 p

16、a 頻率: -e- 圖圖 3.3.2 vvo12 max 還有一種設計使用 2 個放大器，結果更加準確，如圖 3.3.3 所示， 在 r8 為 0%時，同樣當 r8 為 100%時，。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 10.0kr8 10k_lin key = a 0% v1 2 v

17、 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 頻率: 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 頻率: 10.5 khz 圖圖 3.3.3 vvo6 min - 11 - 3.4. 橋式振蕩電路設計橋式振蕩電路設計 開始根據 rc 橋式電路圖的

18、原理繪出大致電路，并根據 f=1/2*r*c,選取 c0.01uf，求得 r 約等于 15k。因為 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。根據振蕩建立產生條件，| af| =1，所 以 av=3，又 av1rf/ri，即 rf/ri=2 時可以得到穩(wěn)定的震蕩波形。 又因起振條件| af| 應略大于 1，所以 av1rf/ri 應略大于 3，即 rf/ri 略大于 2。為了便于起振，同時又使失真減小，我選擇在輸出和 反饋之間加入兩個二極管，作為穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。此處選取 rir124

19、k，rfrpr4|rd（rp 為 100 k 滑動變阻器；rd 為 二極管導通電阻；r4=5.1k） 。通過滑動變阻器對其進行調節(jié)，開始時 滑動變阻器 rp 選擇在 50%處，可以使起振較快；隨后減小 rp 到 43% 出，可出現(xiàn)穩(wěn)定地正弦波。其實橋式振蕩電路設計只要選擇適當?shù)姆糯?電路和適合的電容即可。 下圖 3.4.13.4.3 分別為 rc 橋式振蕩電路原理圖、起振時波形和穩(wěn) 定后的波形圖。 - 12 - 圖圖 3.4.1 rc 橋式振蕩電路原理圖橋式振蕩電路原理圖 圖圖 3.4.2 起振時波形起振時波形 - 13 - 圖圖 3.4.3 穩(wěn)定的振蕩波形穩(wěn)定的振蕩波形 4. 實習體會實習體會 這次實習，在老師和同學的共同幫助下愉快的結束了。它不僅加深 同學與老師的了解，還學到了好多現(xiàn)代化的東西，讓我受益匪淺！感謝 老師這一周來的悉心指導！ 經過一周的實習我對電路的設計已經有了初步的認識和基本的思想 以及一些應該考慮的基本規(guī)則。電子線路實習是一門教我們電子線路設 計與制作的基本技能的課程，老師的諄諄教導，同學的融洽合作，以及 這門課程自身所散發(fā)出的強大的實踐性與趣味性一下子就深深的吸引住 了我。經過一周時間自己設計出了很多電路，好奇，興奮，強烈的成就 感，真的不知道該用什么來形容了。 運用軟件設計電路圖的目標就是要使設計的結果在生產實踐是發(fā)揮 作用。