電路分析課程設(shè)計(jì)信號(hào)衰減器和移相器1匯編

1、電路分析課程設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)題目一、課程設(shè)計(jì)題目 信號(hào)衰減器信號(hào)衰減器二、課程設(shè)計(jì)目的二、課程設(shè)計(jì)目的 1、學(xué)會(huì)電路設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試的、學(xué)會(huì)電路設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試的基本方法。基本方法。 2、掌握信號(hào)衰減器組成和工作原、掌握信號(hào)衰減器組成和工作原理。理。三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（含技術(shù)指標(biāo)）用基本的電路器件設(shè)計(jì)一個(gè)衰減器。 1、基本要求：（1）設(shè)計(jì)一衰減器，置于信號(hào)源內(nèi)阻RS與負(fù)載電阻RL之間，其衰減量為30dB，不存在相移。（2）進(jìn)行理論計(jì)算確定各參數(shù)后，在電路仿真軟件上進(jìn)行仿真并提交仿真結(jié)果。（3）制作實(shí)物并提交測試數(shù)據(jù)。2、擴(kuò)展要求：（1）設(shè)兩個(gè)開關(guān)，使其衰減量可以分別調(diào)整為10dB、20dB、30

2、dB。（2）制作一移相器，在某一頻率f 點(diǎn)上使輸出信號(hào)再經(jīng)過移相器后得到幅值保持不變、相位差為90度的信號(hào)。 （3）以上要求均需要軟件仿真，并提交仿真結(jié)果和實(shí)物測試數(shù)據(jù)。信號(hào)源內(nèi)阻、負(fù)載電阻和頻率要求信號(hào)源內(nèi)阻 RS=200(學(xué)號(hào)末兩位+專業(yè)代碼+班級(jí))；負(fù)載電阻 RL=50(學(xué)號(hào)末兩位+班級(jí)+2)； 頻率f=學(xué)號(hào)末兩位kHz；專業(yè)代碼：信工=3、自動(dòng)化=4、電子=5、測控=6、電氣=7、通信=8例如：某一位電氣5班學(xué)號(hào)末兩位為10號(hào)同學(xué) RS=200(10+7+5)=4400； RL=50(10+5+2)=850； f=10kHz。四、時(shí)間安排1下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)習(xí)仿真軟件，4學(xué)時(shí)；2查資

3、料、討論、設(shè)計(jì)，并畫出設(shè)計(jì)圖，4學(xué)時(shí)；3教師驗(yàn)收設(shè)計(jì)圖、答疑并討論在設(shè)計(jì)中所遇問題，確定設(shè)計(jì)方案、發(fā)放器件2學(xué)時(shí)；4、學(xué)生組裝、調(diào)試，4學(xué)時(shí)。5. 教師驗(yàn)收作品，并進(jìn)行答辯2學(xué)時(shí)。五、基本要求1作品要能夠圓滿完成任務(wù)書要求的所有功能；2元器件布局合理，版面美觀；3焊接牢靠，焊點(diǎn)美觀，無接觸不良現(xiàn)象。第1課 衰減器的原理與設(shè)計(jì)1、衰減器的原理：是在指定的頻率范圍內(nèi)，一種用以引入一預(yù)定衰減的電路，一般以所引入衰減的分貝數(shù)及其特性阻抗的歐姆數(shù)來標(biāo)明。 dB（分貝）=20lg（Uo/Ui）=10lg（Po/Pi） 特性阻抗Rc=輸入/輸出阻抗衰減器廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備中，它的主要用途是：（1）調(diào)整電路

4、中信號(hào)的大小；（2）改善阻抗匹配。 通常，衰減器接于信號(hào)源和負(fù)載之間，衰減器是由電阻元件組成的二端口網(wǎng)絡(luò)，它的特性阻抗、衰減量都是與頻率無關(guān)的常數(shù)，相移等于零。2、固定衰減器的設(shè)計(jì) 實(shí)際應(yīng)用中，有固定衰減器和可變衰減兩大類。 常用的固定衰減器有T型、P P型、橋T型（以上為對(duì)稱型）和倒L型（不對(duì)稱型）等幾種結(jié)構(gòu)，其電路形式和計(jì)算公式如后。 式中，Rc為二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗（對(duì)稱時(shí)），即輸入輸出阻抗，Rc1和Rc2兩側(cè)特性阻抗，分別為非對(duì)稱衰減器的輸入輸出阻抗； N=10(A/20)，為輸入電壓與輸出電壓之比，A為衰減的分貝數(shù)。 （1）T 型衰減器1211221 NNRRNNRRCC（2）P 型

5、衰減器1121221 NNRRNNRRCC（3）橋 T 型衰減器1)1(21 NRRNRRCC 橋橋T型衰減器中，有兩個(gè)電阻的值為特性阻型衰減器中，有兩個(gè)電阻的值為特性阻抗的值，且計(jì)算公式簡潔，用于組成可調(diào)衰減器抗的值，且計(jì)算公式簡潔，用于組成可調(diào)衰減器非常方便。非常方便。（4）倒 L 型衰減器 11221122111112)( CCCCCCCCCRRNRRRRRRRRR 倒倒L型不對(duì)稱衰減器構(gòu)成阻抗匹配器，與對(duì)稱型不對(duì)稱衰減器構(gòu)成阻抗匹配器，與對(duì)稱衰減器所不同的是，不能指定衰減量，其輸入輸出衰減器所不同的是，不能指定衰減量，其輸入輸出阻抗確定后，其衰減量也就確定了。阻抗確定后，其衰減量也就確

6、定了。 例1：設(shè)計(jì)一衰減器，匹配于信號(hào)源內(nèi)阻RS=800歐與負(fù)載電阻RL=150歐之間，其衰減量為30dB。解：因?yàn)镽S、RL不相等，所以選用一節(jié)倒L型和一節(jié)對(duì)稱T型構(gòu)成衰減器。（1）倒L型電路計(jì)算：1112122121121()800(800150)721.11800150166.418001501501111110.14800CCCCCCCCCRRRRRRRRRRNR（2）T型電路計(jì)算： 衰減量A=30dB，N=10(30/20)=31.623；所以橋T型衰減量 N2=N/N1=31.623/10.14=3.1184 計(jì)算R1和R2： 107.2311184. 31184. 3215012

7、277.15611184. 311184. 3150112221NNRRNNRRCC（3）電路及仿真結(jié)果演示：衰減器演示：衰減器L-T 800-150 30dB.ewb 例2. 設(shè)計(jì)一衰減器，匹配于信號(hào)源內(nèi)阻RS-600歐與負(fù)載電阻RL=75歐之間，其衰減量為30dB。選用一節(jié)倒L型和一節(jié)對(duì)稱橋T型組成衰減器（1）倒L型電路計(jì)算：48.15600751111118.80756006007525.561)75600(600)(1112211222111 CCCCCCCCCRRNRRRRRRRRR（2）橋T型電路計(jì)算：由于總衰減量A=30dB N=10(30/20)=31.62；橋T型衰減量N2為

8、 N2=N/N1=31.62/15.48=2.04計(jì)算R1和R2： R1=Rc(N2-1)=75(2.04-1)=78.18 R2=Rc/(N2-1)=75/(2.04-1)=71.95 （3）電路及仿真結(jié)果演示：衰減器演示：衰減器L-橋橋T 600-75 30dB.ewb 3、可變衰減器的設(shè)計(jì) 可變衰減器，一般是指特性阻抗值恒定的，而它的衰減值是可變的衰減器，由橋T型衰減器構(gòu)成比較方便。 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是，電路中只有兩個(gè)可變化部分，而且Rc為固定電阻，可以避免因旋鈕換檔時(shí)，由于旋鈕觸點(diǎn)接觸不良而引起電路中斷現(xiàn)象。例：設(shè)計(jì)一個(gè)可變橋T型衰減器。各檔衰減值分別為0、10、20、30dB，特性阻抗

9、Rc=600 。解: 計(jì)算各檔電阻值（1） 10dB N1=3.1623 Rs1=Rc*(N1-1)=600*(3.162-1)=1297.37 Rp1=Rc/(N1-1)=600/(3.162-1)=277.49 （2）20dB N2=10 Rs2=Rc*(N2-1)=600*(10-1)=5400 Rp2=Rc/(N2-1)=600/(10-1)=66.67 （3）30dB N3=31.623 Rs3=Rc*(N3-1)=600*(31.62-1)=18373.67 Rp3=Rc/(N3-1)=600/(31.62-1)=19.59 （4） 計(jì)算各檔電阻值 R11=Rs1=1297.37

10、R12=Rs2-Rs1=5400-1297.37=4102.63 R13=Rs3-Rs2=18373.67-5400=12973.67 R23=Rp3=19.59 R22=Rp2-Rp3=66.67-19.59=47.08 R21=Rp1-Rp2=277.49-66.67=210.82 (5) 電路及仿真結(jié)果電路及仿真結(jié)果演示：衰減器演示：衰減器brg-T 600可調(diào)可調(diào).ewb 第2課 移相電路原理與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求： 制作一移相器，在某一頻率f點(diǎn)上使輸出信號(hào)在經(jīng)過移相器后得到幅值保持不變、相位差為90度的信號(hào)。 f=（學(xué)號(hào)末二位）kHz 如：10號(hào)同學(xué)的頻率點(diǎn)為10kHz。 如圖所示RC串聯(lián)電

11、路，設(shè)輸入正弦信號(hào)，其相量 則輸出信號(hào)電壓： 其中輸出電壓為： 輸出電壓的相位為：.0110UUV.0110UUV.12121arctan111 ()URUURcRj cRc12211 ()UURc21arctanRc 由上兩式可見，當(dāng)信號(hào)源角頻率一定時(shí)，輸出電壓與相位均隨電路元件參數(shù)的變化而不同。 若電容C為一定值，則有，如果R從零至無窮大變化，相位從90到0 變化。另一種另一種RC串聯(lián)電路如左串聯(lián)電路如左圖所示。圖所示。輸入正弦信號(hào)電壓輸入正弦信號(hào)電壓 .0110UUV輸出電壓為：輸出電壓為： .12121arctan11()Uj cUURCRcRj c（）其中輸出電壓有效值為：輸出電壓相

12、位為： 同樣，輸出電壓的大小及相位，在輸入信號(hào)角頻率一定時(shí)，它們隨電路參數(shù)的不同而改變。 若電容C值不變，R從零至無窮大變化，則相位從0到-90變化。 1221()UURC2arctanRC 當(dāng)希望得到輸出電壓與輸入電壓相等，而相對(duì)輸入電壓又有一定相位差的輸出電壓時(shí)，通常是采用如下圖（a）所示X型RC移相電路來實(shí)現(xiàn)。為方便分析，將原電路改畫成圖（b）所示電路。 圖（圖（a）X型型RC電路電路 圖（圖（b）改畫電路）改畫電路 X型RC移相電路輸出電壓為：其中,.2cbdbUUU2121 ()2arctan1 ()RCURCRC221121 ()1 ()RCUUURC22arctan()RC .11111111Rj RCj CUUUj RCRRj Cj C結(jié)果說明，此X型RC移相電路的輸出電壓與輸入電壓大小相等，而當(dāng)信號(hào)源角頻率一定時(shí)，輸出電壓的相位可通過改變電路的元件參數(shù)來調(diào)節(jié)。 若電容C值一定，當(dāng)電阻R值從0至變化時(shí)，則從0 至-180變化，當(dāng)R=0時(shí)，則 2 20 0 ，輸出電壓與輸入電壓同相位。當(dāng)R=時(shí)，則 2 2180180 ，輸出電壓與