模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告1

模電課程設(shè)計(jì)大連理工大學(xué)城市學(xué)院電子與自動(dòng)化學(xué)院電子信息工程1005姓名：學(xué)號(hào)：201015組別：第九組實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用三極管設(shè)計(jì)一個(gè)變壓器反饋LC振蕩電路設(shè)計(jì)題目用三極管設(shè)計(jì)一個(gè)變壓器反饋LC振蕩電路設(shè)計(jì)參數(shù)、要求fo=30kHz；輸出Vom為0～3v連續(xù)可調(diào)；負(fù)載RL=1kΩ所用設(shè)備、儀器及器件面包板1個(gè)直流電源1臺(tái)示波器1臺(tái)萬(wàn)用表1個(gè)變壓器1個(gè)9013三極管1個(gè)47kΩ電位器1個(gè)電阻30kΩ×110kΩ×2470Ω×1680Ω×17.5kΩ×1電容473×1474×2102×2導(dǎo)線若干電路圖、元件參數(shù)及作用（一）、電路圖：（二）、元件：1、參數(shù)：Rb1=30kΩRb2=20kΩ（實(shí)現(xiàn)0～3v連續(xù)可調(diào)時(shí)為電位器，阻值為2.4kΩ～5.5kΩ）Re1=470ΩRe2=680ΩC1=4.7μfC2=47μfC3=4.7μfCe=1μfVcc=7v三極管（NPN型）β=173變壓器變比固定2、作用：C1與L1：并聯(lián)諧振電路，作為三極管負(fù)載，也是選頻網(wǎng)絡(luò)。L2：反饋。三極管與L1，L2構(gòu)成正反饋網(wǎng)絡(luò)；調(diào)節(jié)L2匝數(shù)可改變信號(hào)反饋強(qiáng)度，滿(mǎn)足正反饋幅度條件。L3：與l1，l2構(gòu)成變壓器，調(diào)節(jié)輸出電壓。Rl：負(fù)載三極管：放大信號(hào)Rb1，Rb2，Re1，Re2與三極管構(gòu)成分壓偏置穩(wěn)定電路。Re1：調(diào)節(jié)阻值可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)及反饋電壓。Ce：旁路電容，穩(wěn)定增益。C2，C3：耦合電容，隔直流傳交流。原理介紹LC正弦波振蕩電路包括放大電路、正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路。反饋網(wǎng)絡(luò)由LC并聯(lián)諧振電路組成。（一）、LC并聯(lián)諧振電路（二）、LC并聯(lián)諧振電路的頻率特性：如圖，在諧振頻率fo處阻抗有最大值，在fo兩側(cè)阻抗迅速衰減，即為選頻特性，僅頻率為fo的信號(hào)能通過(guò)選頻網(wǎng)絡(luò)。LC諧振電路的振蕩頻率fo=，ωo=。（三）、變壓器反饋lc振蕩電路：如圖，LC并聯(lián)諧振電路作為三極管負(fù)載，反饋線圈L1與電感線圈L2相耦合，將反饋信號(hào)送入三極管輸入回路。調(diào)整反饋線圈的匝數(shù)可以改變反饋信號(hào)強(qiáng)度，滿(mǎn)足正反饋幅度條件。電路為正反饋：設(shè)三極管基極瞬時(shí)極性為+，集電極瞬時(shí)極性為-，L1同名端電流流入，反饋線圈同名端瞬時(shí)極性為+。將變壓器原邊繞組n1與副邊繞組n2按圖中所標(biāo)同名端連接，則滿(mǎn)足正弦波振蕩的相位平衡條件。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)淖儽龋琹2圈數(shù)足夠，一般可滿(mǎn)足振蕩幅值條件。當(dāng)振幅大到一定程度時(shí)，三極管集電極電流波形會(huì)明顯失真，由于集電極負(fù)載為L(zhǎng)C并聯(lián)諧振回路，有良好選頻作用，輸出波形失真不大。通過(guò)調(diào)節(jié)Rb，Re阻值可調(diào)節(jié)三極管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)，使輸出信號(hào)滿(mǎn)足要求。Rb2由電位器控制，調(diào)節(jié)其阻值可改變靜態(tài)電流，控制輸出電壓，實(shí)現(xiàn)Vo從0～3v連續(xù)可調(diào)。（四）、限幅電路：∣AF∣＞1放大信號(hào)，當(dāng)輸出Vo達(dá)到幅值，∣AF∣=1，穩(wěn)定Vo。六、相關(guān)理論介紹：（一）、放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)Q是放大電路在輸入交流信號(hào)為0的條件下，由直流電源供電產(chǎn)生的基極電流IB，集電極電流IC和集-射極間電壓VCE一組參數(shù)組成.（二）、分壓式偏置Q點(diǎn)穩(wěn)定電路：利用基極偏置電阻Rb1和Rb2分壓穩(wěn)定基極電位VBQ；利用發(fā)射極電阻Re獲取反映電流IEQ（ICQ）變化的電壓信號(hào)，將此電壓反饋到輸入端，自動(dòng)調(diào)節(jié)IBQ的大小，實(shí)現(xiàn)Q點(diǎn)穩(wěn)定。靜態(tài)參數(shù)：VCEQ=VCC-ICQRC-IEQRE≈VCC-ICQ(RC+Re)（三）、正弦波振蕩電路：基本正弦波振蕩電路由一個(gè)放大器和一個(gè)連接在反饋回路的選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。引入正反饋，振蕩電路沒(méi)有輸入信號(hào)，輸入信號(hào)接地，在沒(méi)有輸入信號(hào)基礎(chǔ)上產(chǎn)生正弦波信號(hào)，如圖，環(huán)路增益∣AF∣＞1，噪聲信號(hào)多次環(huán)路放大，輸出信號(hào)增強(qiáng)。選頻網(wǎng)絡(luò)僅對(duì)特定頻率噪聲信號(hào)放大，抑制其他噪聲信號(hào)，選頻網(wǎng)絡(luò)通常與反饋網(wǎng)絡(luò)合在一起。正弦波發(fā)生電路通常由放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路組成。（四）、變壓器：變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓，電流和阻抗的裝置，主要構(gòu)件有初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心（磁芯）。原繞組輸入電壓與副繞組輸出電壓之比,等于它們的匝數(shù)比。變壓器的同名端,就是在兩個(gè)繞組中分別通以交流電（或者直流電產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)）,當(dāng)磁通方向迭加(同方向)時(shí),兩個(gè)繞組的電流流入端就是它們的同名端,兩個(gè)繞組的電流流出端是它們的另一組同名端。（五）、三點(diǎn)式LC振蕩電路：LC振蕩回路與外電路有三個(gè)接觸點(diǎn)，即有三個(gè)電抗性元件。如有兩個(gè)電感和一個(gè)電容即為電感三點(diǎn)式LC振蕩電路，有兩個(gè)電容和一個(gè)電感即為電容三點(diǎn)式LC振蕩電路。七、測(cè)試數(shù)據(jù)分析（一）、三極管分壓偏置穩(wěn)定電路：設(shè)置靜態(tài)電流IE在10mA左右，VE在2v左右，測(cè)得IE=9mAVE=2.32vVB=3.02v，靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置可滿(mǎn)足要求。（二）、變壓器反饋lc振蕩電路：t（數(shù)據(jù)）Vb=1.13v連入變壓器反饋振蕩電路后Vb有所減小，IE=0.54maIE=（Vb-0.7v）\（Re1+Re2），IE非常小，可以增大Rb2減小Re來(lái)提高IE。Rb2=2.4kΩ對(duì)應(yīng)Vo=0v；Rb2=5.5kΩ對(duì)應(yīng)Vo=3v。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器，使Rb2阻值變化，進(jìn)而調(diào)節(jié)Ib，控制輸出電壓，滿(mǎn)足0～3v連續(xù)可調(diào)。LC并聯(lián)電路fo=kHz，fo=，可調(diào)節(jié)C1改變fo。由于變壓器線圈繞組固定，變比不能改變，且考慮到C1電容值對(duì)輸出波形的影響較大，因此不能完全滿(mǎn)足fo=30kHz要求。八、調(diào)試問(wèn)題及解決方案（一）、由于變壓器線圈固定，原設(shè)計(jì)電路L3與Ro部分改為直接從三極管集電極取信號(hào)，加一電容隔直流通交流。（二）、靜態(tài)IE始終達(dá)不到10mA。反饋信號(hào)大，三極管飽和，降低反饋電壓，Re=VE\IE，提高Re1，減小放大倍數(shù)。減小Re1阻值為470Ω時(shí)，測(cè)得IE=9mA，基本滿(mǎn)足要求。（三）、連接好后發(fā)現(xiàn)無(wú)波形：1、電容接觸不實(shí)，線路未連接好2、示波器錯(cuò)按CH2通道，因此無(wú)波形顯示。檢查電路并連接，按下CH1后顯示波形。（四）、波形出現(xiàn)失真現(xiàn)象：電容偏大。調(diào)節(jié)電路中各電容值，換上474、104等。（五）、缺少合適的電容：電容串聯(lián)減小，并聯(lián)增大。由于缺少小電容，采用現(xiàn)有電容串聯(lián)。LC反饋振蕩電路中C1對(duì)波形影響較明顯，采用474和473電容，波形均有失真。本組用474電容與224電容并聯(lián)，電容值達(dá)到694μf，對(duì)失真有很好改善。（六）、輸出波形連續(xù)可調(diào)問(wèn)題：采用電位器，連續(xù)變阻改變輸入電流進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)。開(kāi)始用電位器替換Rb1，不能實(shí)現(xiàn)0v。后用電位器替換Rb2，在阻值2.4kΩ～5.5kΩ間可實(shí)現(xiàn)Vo由0v連續(xù)變化為3v。且此電路調(diào)節(jié)范圍較大，繼續(xù)增加電位器電阻值，可進(jìn)一步增加Vo，達(dá)到10v。（七）、變壓器同名端無(wú)法確定：1、目測(cè)：標(biāo)有白色圓點(diǎn)標(biāo)記的為同名端，確定同名端正負(fù)即可?；蛴^察變壓器線圈繞向，如圖，繞向相同則ab為同名端。2、如圖，給變壓器加5v交流電壓，用示波器測(cè)量ab端波形相位，若同相則為同名端，反相則另一端為同名端。3、給變壓器加5v交流電壓，用萬(wàn)用表測(cè)ab端電壓，若小于5v，則ab兩端為同名端；若等于5v，則另一端為同名端。（八）、給變壓器加電壓出現(xiàn)的問(wèn)題：為測(cè)變壓器同名端，我們給變壓器兩端加電壓，發(fā)現(xiàn)萬(wàn)用表測(cè)不到電壓值，變壓器發(fā)熱差點(diǎn)燒壞。原因是直接給變壓器接在直流電壓源上。應(yīng)該接交流低電壓測(cè)量。九、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)模擬電子電路課程是我們專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基本課程，但我覺(jué)得學(xué)起來(lái)不太容易，而且不知道是做什么用的。假期布置這項(xiàng)課程設(shè)計(jì)，正是對(duì)應(yīng)用方面的補(bǔ)充，我們可以運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并自己查找相關(guān)知識(shí)點(diǎn)完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的電路讓我對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)加深了理解，增加了實(shí)驗(yàn)操作能力和解決問(wèn)題的能力。而我從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)到的更多，在設(shè)計(jì)中用到仿真軟件，用到其他書(shū)本的知識(shí)，都鍛煉了我自我學(xué)習(xí)和探索的能力。假期的設(shè)計(jì)讓我對(duì)模電有了一個(gè)復(fù)習(xí)和回顧的過(guò)程，在假期中遇到的一些設(shè)計(jì)問(wèn)題還可以和同學(xué)討論，同時(shí)能利用網(wǎng)絡(luò)資源查找相關(guān)知識(shí)。開(kāi)學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課真正開(kāi)始運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題，設(shè)計(jì)電路，進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的理論問(wèn)題和操作問(wèn)題自己探索著去一個(gè)個(gè)解決。另外分組實(shí)驗(yàn)的形式很好，同組的組員可以互相研究、討論、分工，取長(zhǎng)補(bǔ)短發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。每組之間也可以互相探討，因?yàn)槊拷M的課題不同，所用到的知識(shí)、遇到的問(wèn)題也不同，討論后就能學(xué)到更多的東西。這門(mén)課的流程也很好：下發(fā)課題，我們能盡早對(duì)課題有了解并開(kāi)始思考；答疑課，讓我對(duì)要做的課題有了大致了解，對(duì)相關(guān)要求、參數(shù)、設(shè)計(jì)方向等心中有數(shù)；假期論文，把課題分成幾階段研究，不會(huì)全堆在開(kāi)學(xué)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)答辯，每次都是一次學(xué)習(xí)，不懂的地方也能及時(shí)向老師尋求指導(dǎo)；仿真，是實(shí)驗(yàn)操作的補(bǔ)充；實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程總結(jié)分析，是一份收獲。這門(mén)課帶給我