模电课程设计(信号波形的产生与滤波电路的设计).doc

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1、目录摘要 .2Abstract .3第一章 绪论 .41.1 绪论 .41.2 设计内容以及任务 .4第二章 信号发生器与滤波器原理设计 .52.1 集成运放LM324简介 .62.2 二阶带通滤波器的设计 .62.3 方波产生电路设计参数分析与计算 .6第三章 调试结果与分析 .83.1调试内容.93.2调试方法.103.3 电源设计参数分析与计算 .103.4调试的结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10心得体会 .10参考文献 .10摘要在模拟电子技术的学习基础上，针对课程要求，设计一个中心频率为10KHZ的

2、多重反馈有源滤波电路，本电路由电阻、电容、放大器组成，该滤波器阻止了低于50KHZ和高于2000KHZ的频率通过，该滤波器属于有源滤波器，由有源元件和无源元件组成，设计用到了LM324集成运放，它可接单电源（330V）使用，也可以接双电源（+_1.5+_15V）不需要调零。利用虚短和虚断的概念计算出符合要求的元件参数，通过multisim11.0仿真调整参数值。关键词：lm324 中心频率 multisim11.0abstractIn the analog electronic technology study, based on the course requirements, design

3、 a center frequency for 10 KHZ multiple feedback active filter circuit this circuit, by resistor, capacitor, amplifier composition, this filter stopped to less than 50 KHZ and higher than 2000 KHZ frequency through the filter, belong to active filter, the active components and passive components, de

4、sign the use of the LM324 integrated op-amp, It may meet single power (3 30 V) use, also may receive double power supply (+ _1. 5 + _15V) dont need for zero. Using virtual short and the concept of virtual broken calculated to meet the requirements of device parameters, through the multisim11.0 simul

5、ation parameters adjustment. Key words: lm324 multisim11.0 center frequency 第一章 绪论 1.1本课程设计目的和基本任务本课程设计是电子技术基础教学的重要环节，在学习完电子技术基础课程之后，集中安排的实践性教学环节是对学生综合运用电子技术知识能力和实际动手能力地培养。通过本设计可以达到以下设计目的：1.1.1 全面巩固课堂所学的理论知识1.1.2 熟悉电子产品的初步设计程序和设计内容1.1.3 锻炼学生快速完成一项电子产品的能力1.1.4培养团队合作精神本设计的任务是在一周时间内完成一套电子产品，要求从接受任务、查找资

6、料至完成任务并成功通过设计答辩的全过程均以小组合作方式完成。由于时间短、任务重、又是每组一套，要求互不雷同，各有特色，因此对学生的压力大，收获也大。1.2对本课程设计的基本要求1.2.1 熟练掌握设计中所用到的各单元电路如：振荡器的基本原理，波形分析，并对典型电路进行主要参数计算、计算器件和数码显示驱动环节设计、数据选择器运用等1.2.2 在老师的指导下完成教材以外综合知识的学习和运用1.2.3 经过自己的充分努力交上一份饱含辛苦努力和喜悦满意的电子技术课程设计说明书。1.31.3.1 内容：1.3.1.1 了解信号波形的产生与滤波电路的基本工作原理1.3.1.2 完成信号波形的产生与滤波电路

7、设计并分析计算单元电路，对元器件进行选型。1.3.1.3 绘制信号波形的产生与滤波电路电路图1.1.3.4 组装、调试滤波电路1.1.3.5 进行实物检查、设计答辩并完成设计报告1.3.2要求：1.3.2.1 在教师指导下完成信号波形的产生与滤波电路设计1.3.2.2 组装、调试信号波形的产生与滤波电路1.3.2.3 按指导老师要求撰写课程设计报告，画出完整的电路图。第二章 信号发生器与带通滤波器理论设计2.1集成运放lm324的简介：LM324是四运放集成电路，它采用十四脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放

8、大器可用图所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-” 为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的 引脚排列见图由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。2.2 二阶带通滤波器的设计2.2.1 理论电路图及其参数计算图中R1与C2组成低通滤波电路，R2与C1组成高通滤波电路，A、R4和R5组成同相比例放大器，三者共同组

9、成具有放大作用的二阶有源带通滤波器。参数选择：中心角频率为0或f0,对应的增益为带宽或。品质因素，Q值越高，滤波器的选择性越好，衰减速率越高（一般取）。根据中心频率为10KHZ，取C1=C2=0.3nF，R5=R4，Q=5，可以查表计算得到R1=265K，R2=80.6K，R3=40.2K。通过multisim仿真，输入10KHZ方波信号之后，得到结果与预期结果一致。2.3方波产生电路设计参数分析与计算如图3-1为方波产生电路图，在迟滞比较器的基础上，将电阻R3以及电位器R4和电容C1接在集成运放反向端，通过电容的不断充放电过程，输出Vo产生振荡，输出矩形波。 图3-1 方波产生电路根据一阶R

10、C电路的三要素法，可以求出振荡角频率，所以振荡频率也可以算出了，即。因此根据这个公式，选定参数：为使振荡周期计算方便，选取R1与R2正好满足，选取电容C1为2.5nF,可求出，选用一个电阻R3一个电位器R4，实现中心频率10KHZ可调。经过multisim仿真实际结果与理论大体一致。2.4 直流稳压电源的设计2.4.1 设计原理分析直流稳压电源是设计中最基本和最常用的器件之一，它作为电源，可保证设备的正常运行，一般有变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。流程图如下 直流稳压电源结构框图待添加的隐藏文字内容21）整流的作用：电路中有四个二极管，接成电桥的形式，利用二极管的单向导电性，将政府交

11、替的交流电压整流成单方的脉动电压。主要参数的计算：直流电压 V0=0.9V2直流电流 I0=U0/Rl=0.9U2/R 选管原则：根据二极管的电流ID和二极管所能受的最大反向峰值电压进行选择2）滤波电路的原理 脉动的直流，当输入电压高于电容的电压时，电容充电，而当输入电压低于电容的电压时，电容会对输出负载放电，使输出不会随电压低而低，减少下降幅度，从而减少输出电压的波动，使波纹平直。3）稳压电路的工作原理及电路图压器原副线圈匝数比为n1:n2=250:1。整流桥采用的是MDA3502。第三章 调试结果与分析3.1. 测试内容1.方波产生电路中产生的方波的频率和幅值。2.方波经过滤波电路之后的波

12、形，频率以及幅值。3.电源电路提供的直流稳压电源是否稳定。3.2 测试方法由于本次课程设计所做实物图只是滤波部分，而且我这次设计的滤波电路也不是老是提供的电路图。因此，本次测试都是在仿真软件multisim上进行理论测试与分析。 3.3测试结果与分析 3.4方波产生电路仿真结果：图4-2-1 方波产生图形由图可知，方波的峰峰值为Vp_p=9.243V，周期T=100us,即中心频率f0=10KHZ ,满足设计要求。3.5滤波电路仿真结果：图4-2-2-1 滤波之后的波形与方波的对比3.6心得体会这次设计的结果主要是以模拟形式体现出来，多数操作须在仿真软件上完成，虽然比较枯燥，但锻炼了自己的动手能力和独立思考的能力。在这里要感谢戴老师以及其他老师的殷勤辅导，让我们从这次设计中收获了不少，特别是在怎发现问题和解决问题方面，对我们以后的学习有很大的帮助！参考文献：电子技术基础 康华光 高教出版社电子技术课程设计指导 彭介华 高教出版社电子线路设计、实验与测试 谢自美 华中科技大学