電子課程設計內容電科專業(yè)范本

1、電子課程設計內容電科專業(yè)電子課程設計內容及時間安排電科11級時間安排：第一次：9月4日【周三】，上午8:3011:30；學院三樓機房； 第二次：9月6日【周五】，上午8:3011:30；學院三樓機房； 第三次：9月9日【周一】，下午2:004:30；學院三樓機房； 第四次：9月13日【周五】，上午8:3011:30；學院三樓機房;交報告時間：9月17日下午2點4點。地點學院樓B204.請大家作好電路知識、Mulitisim、Protel99軟件的預習；在網上或者圖書館查找相關資料；一、設計目的集成運算放大電路當外部接入不同的線性或非線性元器件 組成輸入和負反饋電路時，能夠靈活地實現各種特定的函

2、 數關系，在線性應用方面，可組成 比例、加法、減法、積 分、微分等模擬運算電路。本課程設計經過Mulitisim編寫程序幾種運算放大電路仿真 程序，經過輸入不同類型與幅度的波形信號，測量輸出波 形信號對電路進行驗證，并利用Protel軟件對實現對積累 運算放大電路的設計，并最終實現PCB版圖形式。二、開發(fā)軟硬件：計算機，Mulitisim，Protel軟件；Design Explorer SE三、設計任務及步驟：(1)經過Mulitisim編寫程序運算放大電路仿真程序，經過輸入不同類型與幅度的波形信號，測量輸出波形信號對電路進行驗證。要求：運算放大電路類型：同相比例、反相比例、加法、減法、積分

3、、微分電路；所有運算放大電路的增益均可任意調節(jié)；輸入電壓波形能夠任意選取，而且可對輸入波形的運算進行實時顯示，而且能夠進行比較；對設計完成的運算放大電路功能驗證無誤后，經過Protel 軟件對首先對電路進行原理圖SCH設計，要求：所有運 算放大電路在一張原理圖上；運算放大器芯片能夠選擇集成運放741系列；輸入輸出信 號需預留接口；(3)設計完成原理圖SCH后，利用Protel軟件設計完成印制板 圖PCB，要求：至少為雙層PCB板；四、設計方案(樣例)：運放是現代電子儀器的核心和靈魂。它們的適應性、穩(wěn) 定性和執(zhí)行多種功能的能力使運放成為了模擬電路的理想 選擇。運放是從模擬量計算領域中發(fā)展起來的，

4、即為了解 決應用于工程中不同的公式計算問題，設計出計算加、 減、乘、除、積分、微分等電路。今天，模擬計算機已經 基本上被數字計算機所替代，可是運放很強的功能性被保 留了下來而且仍應用于無數的電子電路和儀器中。運放基本上是一個帶兩個輸入端的高增益差動放大器。從運放的傳輸曲線能夠看出，輸出電壓vout由下式計算：V =- A(V - V =- A AV)(1)式中，A為開環(huán)增益，V為反相輸出端電壓，V+為正相 輸出端電壓，增益前的負號使輸出信號反向。增益(A)定義 為輸出電壓(vout)和輸入的電壓差值()比值的大小。實際 應用中，運放的增益能夠達到10000- 0000。因此，只需要 很小的輸入

5、信號就能得到很大的輸出。例如，如果運放的 增益為1000000，5mV的輸入電壓就能夠得到5V的輸出電 壓。輸出電壓不可能超過提供的電源電壓。實際上，運放的 額定輸出電壓Vmax一般只是提供的電源電壓的一小部分。 這個界限一般作為正/負電源電壓的參考。高增益的放大器在控制和抑制進入飽和狀態(tài)上都有困 難，但加入一些外部元件能將部分輸出反饋作用于輸入 端。對于負反饋電路，反饋信號同輸入信號的相位相反， 使放大器穩(wěn)定，這稱為閉環(huán)連接。在實際應用中，反饋犧 牲了增益來獲取穩(wěn)定性，將部分的開環(huán)增益用來使電路穩(wěn) 定。典型的運放電路開環(huán)增益為105107，而閉環(huán)增益僅為 101000o如果為正反饋，那么放大

6、器將變?yōu)橐粋€振蕩器。1 .反相放大器圖1中所示的電路是最常見的運放電路，它顯示出了如 何在犧牲增益的條件下獲得穩(wěn)定，線性的放大器。標號為 Rf的反饋電阻用于將輸出信號反饋作用于輸入端，反饋電 阻連接到負輸入端表示電路為負反饋連接。輸入電壓v1經 過輸入電阻R1產生了一個輸入電路如 電壓差加載在 +、一輸入端之間，放大器的正輸入端接地。圖1利用回路公式計算傳輸特性：輸入回路： TOC o 1-5 h z 匕=i1 R1 +AV(2)反饋回路：V =ifRf +AV(3)求和節(jié)點i = -i + i增益公式：V =- A AV(5)由以上4個式子能夠得到輸出：V = L /Z-(V1 /R1)/Z

7、(6)式中，閉環(huán)阻抗 Z=1/Rf+1/ARf+1/RfO反饋電阻和輸入電阻一般都較大(g)級，而且A很大(大于100000),因此Z=1/Rfo更進一步， 一般很小(幾微伏)且放大器的輸入阻抗Zin很大(大約10加),那么輸入輸 入電流(IinM V/Zin)非常小，能夠認為為零。則傳輸曲線變 為：V = _(RR)匕=-(G )匕(7)式中，R/R1的比值稱為閉環(huán)增益G，負號表示輸出反向。閉環(huán)增益能夠經過選擇兩個電阻Rf和R1來設定。2 .同向比例運放電路同向比例運放電路組成如圖2所示，將輸入電阻R1接 地，而且將輸入信號加載道+輸入端。Rru Rru o圖2電壓在經過由反饋電阻Rf和輸入電阻R1組成的分壓電 路的時候產生壓降，中間位置的電壓V為： TOC o 1-5 h z V = (R /氣 + Rf )V(8)根據理想運放的性質1，運放的輸入電壓 V為零，