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2013课程设计讲解2


电子与信息学院2011级

模拟电路课程设计
参考资料

————模拟电路实验室 编————

课程设计时间安排
第1周 班级 1班、 2班 第2 周 3班、 4班 第3 周 5班、 第4 周 2010级7班、 第5周 电联班、 卓越班

电科班 2011级7班

/>可在宿舍或实验室完成作品的安装,在实验室完成作品 的调试、数据的测量与验收。 课程设计进度表 第一天上午:集中3402讲解; 第一天下午至第二天上午:在宿舍完成设计方案; 第二天下午:交设计方案、交元件清单、答辩、领元件; 第三天上午至第五天上午:安装、调试; 第五天上午:验收完毕。

课程设计教学目的
——知识的综合运用过程、理论与实践相结合的过程
电子技术课程设计的目的是使学生通过解决一、二个实际问题, 巩固和加深在“模电”和“数电”课程中所学的理论知识和实验技 能,基本掌握电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验

能力。

——重点训练 ? 器件的选择与匹配

? 调试的方法与技巧

把课程设计看作是对 思维的训练!

电子电路设计的一般方法和步骤
电子电路设计的一般方法和步骤:
1.分析设计任务,即“做什么” 和指标要求,即“做到什么程度”; 2.选定总体方案,画出方框图; 3.设计单元电路; 4.选择元器件与计算参数; 5.画出并设计总体电路图;

6.电路的安装与调试、确定
实际的总体电路等。
电子电路设计流程图

1.分析设计任务,即“做什么”和指标要求,即“做到 什么程度”

1.总体方案的设计(初步设计,画出粗略框图)
设计电路的第一步就是选择总体方案。根据课题的任务、 要求和性能指标,应提出几种(2~3种)方案,以便作出更合 理的选择。

2.原理方案的比较选择(方案论证)

原理方案提出后,必须对所提出的几种方案进行论证,确定设计方 案,元器件的可行性,设计的可行性。(难易程度如何?) 衡量方案可行性的标准: (1)能达到所要求的功能指标; (2)电路简单、工作稳定可靠, (3)成本低、所采用的元器件的品种少、体积小且货源充足; (4)测试简单方便。

功能完整、结构简单先进、成本较低、有个人特色

3.单元电路的设计
(1) 画出单元电路图,简单介绍单元电路的工作原理。满足功能 框要求的单元电路可能不止一个,因此必须进行分析比较,择优选择。 如确实找不到性能指标完全满足要求的电路时,也可选用与设计要求比 较接近的电路,然后调整电路参数。

传感器信号调节原理图如图4-25所示

(2)电路参数的计算,元器件的选择.
对选定单元电路的有关参数进行计算。在理论计算时,要注意公式 的完整性,计算的正确性;注意计算值与实际选择的元件参数值的差别; 注意电路图中元件符号、参数的标注。 选择什么样的元器件最合适,需要进行分析比较。首先应考虑满足 单元电路对元器件性能指标的要求,要选择熟悉、通用、新型的元器件、 其次是考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。

在功能条件相同,体积、成本占优的情况下,我们通常选用合适的 集成电路,但是优先选用集成电路不等于什么场合都一定要用集成电路。 在某些特殊情况,如:在高频、宽频带、高电压、大电流等场合,集成 电路往往还不能适应,有时仍需采用分立元件。另外,对一些功能简单 的电路,往往只需少量三极管或二极管就能解决的问题,便没必要选用 集成电路。

R1的作用是: … …。由公式?求得R1= R2的作用是: … …。由公式?求得R1=
注意;参数计算不能直接取值,要有详细计算过程。R1、R2取值 从何得来?

5.画出总体电路图
对总体电路图的绘制要求是:能清晰地反映电路的组成、工作原理、 各部分之间的关系以及各种信号的流向。因此,图纸的布局、图形符号、 文字标准等都应规范统一。绘制电路图时要注意以下几点:

(1)布局合理,排列均匀,图片清晰,便于看图,有利于对图的理 解和阅读。 (2)总体电路图尽可能画在一张纸上,同时注意信号的流向,一般 从输入端画起,由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路。 (3)图形符号要标准,图中应加适当的标注。电路图中的中,大规 模集成电路器件,一般用方框表示,在方框中标出它的型号,在方框的 两侧标出每根线的功能名称和管脚号。

(4)连线一般画成水平线或垂直线,并尽可能减少交叉和拐弯。 对于相互交叉的线,应在交叉处用圆点标出 。 (5)数字电路中的门电路、触发器在总电原理图中常用门电路符 号、触发器符号来画,而不按接线图形式画。如按接线图形式画, 由于CMOS集成电路不用的输入端不能悬空,因此,要对不用的 输入端进行处理,否则该图不正确。

整机电路图、单元电路图 中的元器件要标注名称符 号和大小。并与清单中所 列元器件的符号要相符。

电路的安装
逻辑清晰、接线牢固、测试方便、美观大方
1.集成电路的插装 集成电路的布局,一般按主电路信号流向的顺序在插板上直 线排列,插入时应使所有集成电路的插入方向一致,缺口朝左, 所有引脚均对准插件电路板中央凹槽两边的小孔,均匀用力按下, 注意管脚不能弯曲;拔出时用专用拔钳夹住集成块两头,垂直往 上拔起,或用一字批对撬,以免集成块受损。 2.元器件的插装 元器件应按信号的流向顺序地连接。一般插板左端为输入, 右端为输出;同一块插板上的同类元器件应采用同一组装方式, 距离插板表面的高度应大体一致,各元件间的距离应视周围元件 的多少而定,一般不能太密,以方便检查和调试电路。元器件型 号或标称值应朝同一方向,并能看到其极性和标志以便检查。元 器件的引线一般不宜剪得过短,以利重复使用。

3.布线的原则 布线要有步骤地进行,一般是先布电源线和地线,然后按组 装图从输入级、中间级到输出级依次连接好各元器件。在此条件 下,尽量做到接线短、接线少、测量方便,尽量使电源线和地线 靠近电路板周边。

附件一

电路安装范例

附件一

电路安装

电路的检测
1.调试前的直观检查
按照原理电路图,检查连线是否正确、检查元器件安装情况 和电源的供电情况。

2.通电检查
对照实验原理图仔细复查一遍,无误后接通电源,观察有 无冒烟、异常气味,元器件是否发热,同时监视直流稳压电源 电流表头示数,若显示电流较大(可能有短路),应先关闭电源, 排除故障后才能通电。

3.故障的检测与排除
当整机电路功能不正常时,可将整机电路分为若干模块分 别进行检查,找出故障电路。

模块电路功能的检查方法: 1. 静态测试:把模块的输入端接逻辑电平开关,线路的输出端 接电平指示灯(发光二极管),按功能表或状态表的要求,改变 输入状态,观察输入与输出之间的关系是否符合要求。不符 合,则故障可能在此模块。(低电平≤0.4V, 高电平≥3V一般 为供电电压) 2. 动态测试:在输入端加入适当的动态信号,并按信号的流向 逐级检测各点有关波形、参数和性能指标是否符合设计要求.

1.整机电流检查
接好全部电路后,对照实验原理图仔细地复查一遍,无误 后接通电源。同时监视直流稳压电源电流表头示数,若显示电 流较大(可能有短路),应先关闭电源,按下面方法检查: (1)断开所有IC与电源的接入线再接通电源。

(2) 此时若还有短路故障现象存在,则故障在IC以外的 区域(如VI电路产生电路或分界值电路);
(3)若此时短路故障消失,则依次将断开的IC电源线接入, 同时监视直流稳压电源电流表头示数,若接入某级时短路故障 重现,则故障就在该级。

2.整机电路功能检查 当整机电路功能不正常时,一定将整机电路分为若干模块 分别进行检查!!(把要检测的模块与其它模块断开连接) 单元电路功能的检查方法:可用指示灯(发光二极管)显示输 出状态、或用万用表、示波器检查各模块输入、输出端的直流 电平是否符合真值表的要求。不符合,则故障可能在此模块。 (低电平≤0.4V, 高电平≥3V一般为供电电压)

电路的调试与数据的测量
电路经静态和动态调试正常之后,即可对课题要求的技术指 标进行测试,测试结果均应达到技术指标的要求。指标测试时应 认真测量和记录测试数据,并对测试数据进行分析,最后作出测 试结论,确定电路的技术指标是否符合设计要求。

调试、测量:以实际实验数据为准,不得使用仿真 或理论数据(包括波形)代替,调试及测量过程应 尽可能详细。

领用元器件要提交的资料(20分)

1.作品方框图,并简单说明各框图实现的功能; 2.单元电路图(各框图所对应的电路图),电路图 中所有元器件与参数的计算过程; 3.总体电路图 ; 4.元器件清单(一式两份); 5.所要用到功能管脚的真值表(设计电路图上所对 应的各点电位值、相应的波形图和其它主要的数 据。)。

1.作品方框图

各框图实现的功能:

2、 × ×单元电路图

电路图 中所有元器件与参数的计算过程:

3、总体电路图

电路图要求:整机电路和 子模块电路要求用绘图工 具规范作图(不可徒手画 图),并标出元件名,参 数,极性和节点,不得使 用仿真图,分模块的元件 标号应与整机图一致。

4、元器件清单
名称 金属膜电阻 金属膜电阻 金属膜电阻 金属膜电阻 磁介电容 电解电电容 电解电电容 整流二极管 稳压二极管 LED管 三极管 电位器 集成电路 集成电路座 集成电路 散热片 螺丝 接线柱 开关 双端 按钮 型号 RJ-1/4-680Ω RJ-1/4-3KΩ RJ-1/4-56KΩ RJ-1/4-47Ω CC-63V—0.1UF CD-50V—2200UF CD-25V—100UF 4001 5.1V 白色 S8050 10K LM324 LM324座 LM317 数量 1 1 1 1 2 1 1 6 1 20 4 2 1 1 1 1 1 1 1 位号 R1 R11 R7 R3~R6 C2、C3 C1 CC5 D1~D4、D25、D26 D34 D5~D24 Q3~Q5 R2、R9 U2 U2 U1 U1 U1 P1 S1

5.所要用到功能管脚的真值表

5.设计电路图上所对应的各点电位值、相应 的波形图和其它主要的数据

课程设计要求
1、按时间表工作,未完成前不得缺勤、迟到。

2、务必提前准备好设计方案,严禁抄袭。
3、设计作品采用的元件一般在给定的元件清单内选择,否则自行 购买;不得采用单片机设计。

4、电路仿真可自由选择仿真工具,实验室提供EWB和Multisim 2001软件。
5、设计作品使用实验箱安装,应合理布线,作品外观包含工艺分。 6、详细记录设计、安装、调试、测量中的思路、现象、数据、排 障过程等,以备撰写报告用。 7、按时提交设计报告,报告格式严格按照报告格式进行(在后面 会详细说明),否则交回重写。

仿真过程注意事项

仿真是辅助手段,不可将仿真之电路图代替实 际电路图、将仿真结果代替实际测量结果。
仿真时,若找不到某器件,可用功能相似器件 进行替代。 实验室提供仿真软件,但不负责软件的教学和 培训,请同学们自行准备。

祝你顺利完成设计,

并有所收获!


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