模电设计实验报告

模电设计实验报告（精选7篇）

篇1：模电设计实验报告

1.课程设计目的

1）学会选择变压器，整流二极管，滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；

2）结合所学的电子电路的理论知识完成直流稳压电源课程设计； 3）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法； 4）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法； 5）加强自主性学习、研究性学习，加强团队合作，提高创新意识

2.课程设计考核题目

2.1课程设计任务

用LM137设计一个输出1A的恒压源,输出电压为-3~-10V 2.2课程设计要求

1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形；画出变压器副边电流的波形。

2）输入工频220V交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出最大电压；

5）求电路中固定电阻阻值、可调电阻调节范围。2.3 设计思路

直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，直流稳压电源包括变压器，整流，滤波，稳压电路，负载组成。其框图如下

3.设计电路图;

降压电路

通过变压器将电网照明电压降低到所需要的电压值，公式如下：

U1U2L1n L整流电路

整流电路是由整流管构成的电路。其原理是利用二极管的单向导电性将交流电变成脉动的直流电。在输入电压的正半周，其极性为上正下负，即UA>UB，二极管D1,D3导通，D2,D4截止，在负载端得到一个半波电压；负半周同理。

滤波电路

网电压可能波动±10%。代入数据，计算得：

UImin≈(10+3)÷0.9=14.4V 这里取15V。

2）选择电源变压器：

确定电源变压器副边电压及电流：

U2 ≧ UImin/1.1, I2≧IImin

因为输出电流最大为1A,所以取I2为1.1A,U2 ≧ 15/1.1=13.6V。输入的交流电压：U1=220v,所以变压器的变比为：

n=220/13.6=16.18, 1/n=0.062.3）选择整流二极管：

利用单向导电二极管，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。整流二极管的平均电流：Id=1/2*I(omax)=0.5A 二极管承受的最大反向电压：Urm=1.414*U2=19.233V 所以根据算出的最大反向压降和导通电流可以选择二极管为3N246型

4）选择滤波电路：

可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。

此次设计采用单向桥式整流滤波电容滤波。

题目要求是5倍工频半周期，所以C1=5*T*Imax/2UImin=3819UF 所以应选择3.9mF/14v的电解电容 5）设计稳压电路：

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③团队的力量大于个人，团队的默契程度可以将各种困难一一化解，不是一个人厉害就行，要以大局为重。

同时，在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！9.参考书目：

[1] 刘润华,任旭虎.电子技术实验与课程设计[M].山东：中国石油大学出版社，2005年

[2] 刘润华.模拟电子技术基础[M].山东：中国石油大学出版社，2007年

篇2：模电设计实验报告

一、实验目的

1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法

二、实验任务

利用7812、7912设计一个输出±12V、1A的直流稳压电源；

三、实验要求

1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压；

5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

四、实验原理

1.直流电源的基本组成

变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。

滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。稳压电路：使输出的电压保持稳定。

4.2 变压模块

变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。

4.2 整流桥模块

整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D1～D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。

由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：Uo(AV)0.9U2，由此可以得U215V即可

即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器

流过二极管的的平均电流: ID=1/2 IL 在此实验设计中IL的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路IDF应大于流过二极管的平均电流ID即0.5A，二极管的反向峰值电压Urm应大于电路中实际承受最大反向电压的一倍。

实验中我们采用的是1B4B42封装好的单相桥式电路。4.2 滤波模块

3.3滤波电路

交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交流分量，为使设备上用纯净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路以及型滤波电路。在此电路中，由于电容滤波电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。滤波电容一般选几十至几千微法的电解电容，由于RlC(3~5)

T，故选4200uF/25V的电解电容。

2图3-4 滤波电路

图3-5 滤波后的电压

输出直流电压UL与U2的关系：

UL=(1.1～1.2)U2 变压器副边电流有效值：

I2=（1.5~2）IL

4、稳压电路

A．根据实验要求，选用三端固定式输出集成稳压器MC78012CT和LM79012CT B．为防止自激震荡，在输入端接一个0.1~0.33uF的电容C1 C．为消除高频噪声和改善输出地瞬态特性输出端要接一个1uF以上的电容C2

五、实验设计

1.变压器的选择

根据实验要求，输出±12V,1A的直流稳压电源，负载电阻：

RL≥12Ω

变压器副边电压： 变压器的副边电压为有效值为15V 变压器的变压比：n1：n2=220/15=15 变压器的副边电压图像

实验过程中通过确定通过稳压管的电压控制在15—17V之间，来调节变压器的副边电压，确定匝数比为15:1 电路图：

仿真波形：

2、整流模块

3.整流二极管的选择

流过负载的电流：

IL≤1A 流过二极管的电流：

ID=1/2IL=0.5A 二极管所能承受的极间反向电压：

Urm=2U2*2=2*15*2=42.4V 所以选择二极管时ID>=0.5A,Urm>=42.4V 设计过程中我们选用的是1B4B42

2.滤波电容的选择

时间常数：

τ=RLC0=5*T/2=0.05s 取RL=12Ω，则

C0=4.2mF 电容所能承受的最大电压：Urm=2U2*2=2*15*1.1=23.3V（考虑到电网电压波动10%）

仿真电路：

仿真结果：

4.其他

防自激震荡电容：

C1=330nF 消高频噪声电容：

C2=1uF

5、稳压电路

由于LM7812输出的最大电流为1.5A

要求输出的最大电流为1A 在输出电阻的两端并联为1A的整流二极管1N4001

六、.实验电路图：

根据原件的选择，连接电路图：如下所示

七、实验总结

篇3：模电设计实验报告

1 我国物理学专业数电模电实验教学中存在的问题

1.1 学生对数电和模电教学的兴趣不足

在物理学专业中, 数电和模电课程具有一定的难度。学生在学习的过程中非常吃力, 且我国缺少针对物理学专业的数电模电课程教材, 因此在进行教学的过程中, 如果教师课程安排不当, 就会使学生丧失学习数电、模电课程的兴趣。许多教师在进行教学的过程中, 往往忽略了对实验课程的安排和开展, 只是一味地进行理论教学, 进一步降低了学生的学习兴趣, 影响其专业能力的提升。

1.2 模电数电教学和物理学专业的衔接不够

模电和数电教学是很多专业的基础课程, 因此, 应注重以物理学专业自身为主, 将模电和数电教学与物理学专业自身的特点相结合。在实际的教学过程中, 许多教师往往只针对数电模电课程进行教学, 没有与物理学专业的实际情况和具体应用相结合, 导致在教学过程中理论课程和实践课程相脱节, 影响学生专业素质的提升。因此, 在数电模电教学的过程中, 应重视与物理学专业实际的衔接, 提升整体教学效果。

1.3 缺乏对数电模电实践课程的建设

在进行数电模电教学的过程中, 实践课程对学生动手能力的提升和专业知识的了解有着十分重要的意义。但是许多高校的物理学专业在开展数电模电课程的过程中, 往往只重视课堂上的理论教学, 考核方式也仅仅是试卷, 忽视了对数电模电实践课程的建设, 这严重影响了学生的学习积极性, 也影响了学生的动手能力和实践能力, 不利于物理学专业整体培养目标的实现。

1.4 实验教学的专业性不足

我国在进行数电模电教学的过程中, 存在着专业性不足的情况。有数电和模电教学的课程具有一定的难度, 且课程内容较为全面深入。在课程教学过程中, 存在着很多较难的知识点, 且课程内容很多, 很多物理学教师无法很好地把握教学的专业性, 无法针对物理学专业的学科特点开展教学工作, 整体教学缺乏针对性。同时, 对于数电模电教学过程中的实验部分, 没有很好的把握, 使得整体的实验教学缺乏专业性, 达不到提升学生专业素质的目的。

2 数电模电实验教学的改革方法

2.1 改革实验教学的教学方式

高校物理学专业应对课程的实验教学方式进行改革, 应针对不同层次学生开展不同的教学类型和教学内容, 在课程设置上, 应当给学生充分的自主性, 让学生能够依据自身的学习能力和学习效果选择课程内容, 同时应当鼓励学生参加实践活动, 提升自身的专业素养, 促进自身综合能力的提升。

2.2 促进数电和模电实验教学的优化

目前, 我国很多院校的物理学专业在开展数电和模电实验教学的过程中, 开展的教学内容都十分简单, 仅仅是课程的基础内容, 这不利于学生创新能力和探索能力的进一步提升。因此, 应当促进数电和模电实验教学的优化, 将两门课程的实验教学结合起来, 针对物理学专业的具体情况, 开展与物理学专业密切相关的实验内容, 设计相应的项目提升学生的动手能力和实践能力, 促进学生综合素质的提升。

2.3 注重实验教学理念和改革

在传统的数电模电教学过程中, 教师往往只重视理论教学, 忽视实验教学, 这不利于学生对课程内容的深入了解, 不利于学生综合能力的提升。因此, 在数电模电实验课程改革的过程中, 应当注重对实验教学理念的改革, 要增加实验课程的内容, 创新实验教学方法, 促进学生实践能力和动手能力的提升。

2.4 实现数电模电教学的综合性

在进行数电模电实验教学改革的过程中, 应当注重教学的综合性, 要通过实验课程让学生学习到相关的基础知识, 使学生能在试验和实际的创新比赛中应用这些知识, 提升学生的动手能力和实践能力, 使物理学专业学生养成良好的思维习惯, 促进其未来的发展。

2.5 提升实验教学的专业性

在数电模电教学过程中, 应提升实验教学的专业性, 在进行实验教学时, 应严格按照专业教学的方法和途径开展教学工作, 将数电模电实验教学和物理学专业自身结合起来, 融入更多物理学专业知识, 只有这样才能提升实验教学的整体效果和质量。

2.6 丰富实验课程内容

在开展数电模电教学的过程中, 应当丰富实验课程的内容, 在实验课程中加入计算机专业知识, 丰富教学形式, 达到更好的实验课程教学效果。让学生能够学习到更多的知识, 同时在学习的过程中能够有更多的选择, 达到提升学生专业素质和综合素质的目的。

3 结语

物理学专业对于我国未来物理学技术及相关科技的发展有着重要意义。数电模电教学是整体教学开展的基础, 是提升学生动手能力、增强学生认知水平的重要方式。但是在实际的实验教学过程中, 课程安排较少、课程深度不够, 不能够真正达到提升学生基础素质的目的。因此, 应当对数电模电实验课程进行改革, 增加课时安排, 采用先进的实验设备, 提升对数电模电教学的重视程度。只有这样才能够真正提升教学质量, 提升学生的专业素质。

参考文献

[1]周荣健.面向物理学专业的模电数电教学联合改革的探讨[J].电子制作, 2015, (03) :120-121.

[2]朱叶.浅谈模电/数电综合实验台的建设及应用[J].科技资讯, 2010, (36) :159-160.

[3]谢玲, 惠煌, 迟宗正, 等.高校数模电实验课程教学改革探索[J].计算机教育, 2016, (03) :135-136.

[4]王静.相对传统教学模式的模电课程改革建设[C]//全国电子技术研究会2005年会论文集, 2005.

[5]柴志军, 栾伯晗, 王云霞.数字电路实验教学与考核模式的改革与实践[J].黑龙江教育 (理论与实践) , 2014, (01) :113-114.

篇4：《血染的实验报告》教学设计

1.正确、流利、有感情地朗读课文，理解课文内容。

2.通过拓展阅读进一步体会细节描写在文章中的作用。

3.学习老科学家为科学事业无私奉献的伟大精神。

教学过程

一、新课导入

1.课前一分钟展示：全班齐背国学经典篇目《修身为本》。

2.刚才听到同学们诵读的国学经典后，老师为你们能够触摸到传统文化的脉搏，徜徉在国学经典的文化世界里而感到高兴，同时也深受启发，不由得想起了这样一句话：“日既暮而犹烟霞绚烂，岁将晚而更橙桔芳馨。”卡尔？施密特博士就犹如晚霞放射出灿烂的光彩，好似晚秋中的橙桔结出芬芳金黄的果实。今天，我们就走近这位老人，看看他是如何以生命为代价，完成那份血染的实验报告的。

3.师板书课题，生书空。

二、课文回顾

用自己的话说说这篇课文讲了一件什么事？

三、精读感悟

（一）感受毒蛇的凶猛

1.施密特博士既然是被毒蛇咬伤的，那我们就先来看一下图片，了解一下南美洲毒蛇长什么样子。（生看图片）

2.现在，请同学们打开课本，在书中画出描写毒蛇的句子。

3.课件出示句子：“这条蛇非常大，是灰色的，蜷在笼子中，像盘着的绳子，足有五六圈儿，小小的脑袋抬得高高的，细长的舌头不时吐出来，三角眼透出令人恐惧的凶光。”

从这段话中画出描写毒蛇动作的词语，读一读，把你的感受说给同桌听。

4.从这些动词中，我们能感受到蛇的凶猛，谁能朗读一下。（指名读句子）

（二）读中感悟，体会人物的精神

1.好一条可怕的毒蛇，它趁施密特博士不注意，一口咬伤了它，殷红的鲜血从伤口流了出来，此时博士的第一反应是什么？他这样做是为了什么？

2.多么善良的老人！在被蛇咬之后，实验室里空无一人，在求救无果的情况下，施密特博士是怎么做的呢？

课件出示：“他摸到一卷绷带，把伤口包好，拿出实验记录本。他把体温计夹在腋下，抬头看看手表，把每分每秒的感觉都写下来，像往常一样认真仔细地记录着……”从这些动作中你体会到了什么？他真的和往常一样吗？（身体状况不同，但博士认真负责的态度却与往常一样）让我们一起再来读读这段话，一起感受施密特博士严谨的工作态度吧！（生读）

3.被毒蛇咬伤后的博士又会怎样想呢？

课件出示：“完了，难道就这么死去吗？不！我应该再做些什么……”“我应该把这次特殊的实验记录下来。”这两处是对博士的心理描写，让我们走进他的内心世界，去感受一下老人的崇高品格，之后交流各自的体会。

4.博士的心理活动是作者通过他的实验报告推测而知的，那我们就来看看几处报告的原文，看看博士是在什么情况下记录的。

5.默读四、五自然段，完成下表。

6.让我们再回头看一看这份珍贵的实验报告，你发现了什么？省略号中可能省略了什么？

7.真让人心痛啊！时间啊，你过得快一点，让老人别在忍受这痛苦；时间啊，你过得慢一点，让老人完成这实验记录。可那无情的时间依然那样不紧不慢地走着，在被蛇咬伤五个小时后，博士手中的笔掉落到地上，他停止了呼吸，静静地离开了人世。在人生的最后五个小时里，他忍受了我们难以想象的痛苦，克服了我们无法估量的困难。这真是与 作斗争的五个小时。（生填空）

8.一位科学家就这样离我们而去了，但我们倍感欣慰的是他留下了宝贵的科学财富。作者在文章最后发出了怎样的赞叹？齐读课文的最后一句。

9.请同学们快速浏览课文的第4、5自然段，看看作者是通过哪些方面的细节描写体现博士的精神。（明确：心理、外貌、动作）这是我们在以后的写作中值得借鉴和学习的一种写作方法。

10.通过细节描写我们体会到了博士崇高的品质，谁想带着自己的崇敬之情再来读一读课文的最后两个自然段。

四、拓展延伸

1.作者把博士做记录的过程淋漓尽致地展现在我们面前，他只想赞美施密特博士一个人吗？你知道为科学事业捐躯的还有哪些人吗？

课件出示一些为科学事业捐躯的科学家。

2.同学们，今天我们通过文章中的细节描写，体会到老科学家的伟大精神。你们课前有没有搜集到此类文章，请读给大家听，并把你的收获与大家分享。

篇5：模电实验总结报告

在本学期的模电实验中一共学习并实践了六个实验项目，分别是：①器件特性仿真；②共射电路仿真；③常用仪器与元件；④三极管共射级放大电路；⑤基本运算电路；⑥音频功率放大电路。

实验中，我学到了PISPICE等仿真软件的使用与应用，示波器、信号发生器、毫伏表等仪器的使用方法，也见到了理论课上学过的三极管、运放等元件的实际模样，结合不同的电路图进行了实验。当学过的理论知识付诸实践的时候，对理论本身会有更具体的了解，各种实验方法也为日后更复杂的实验打下了良好的基础。

几次的实验让我发现，预习实验担当了不可或缺的作用，一旦对整个实验有了概括的了解，对理论也有了掌握，那实验做起来就会轻车熟路，而如果没有做好预习工作，对该次实验的内容没有进行详细的了解，就会在那里问东问西不知所措，以致效率较低，完成的时间较晚。由于我个人对模电理论的不甚了解，所以在实验原理方面理解起来可能会比较吃力，但半学期下来发现理论知识并没有占过多的比例，而主要是实验方法与解决问题的方法。比如实验前先要检查仪器和各元件（尤其如二极管等已损坏元件）是否损坏；各仪器的地线要注意接好；若稳压源的电流示数过大，证明电路存在问题，要及时切断电路以免元件的损坏，再调试电路；使用示波器前先检查仪器是否故障，一台有问题的示波器会给实验带来很多麻烦。

做音频放大实验时，焊接电路板是我新接触的一个实验项目，虽然第一次焊的不是很好，也出现了虚焊的情况，但技术都是在实践中成熟，相信下次会做的更好些。而这种与实际相结合的电路，在最后试听的环节中，也给我一种成就感，想来我们的实验并非只为证实理论，也可以在实际应用上小试身手。

对模电实验的建议：①老师在讲课过程中的实物演示部分，可以用幻灯片播放拍摄的操作短片，或是在大屏幕上放出实物照片进行讲解，因为用第一排的仪器或元件直接讲解的话看的不是很清楚。②实验室里除了后面的几台，前面也时不时有示波器故障，如果没有发现示波器已故障的话会给实验带来麻烦。因此希望老师可

以教几个识别示波器是否故障的方法。③选题方面，从元件的认识逐渐过渡到焊电路板进行实验，内容涵盖面合理，没有更多的建议了。

篇6：模电课程设计报告

张佳勇 欧美学院 机电科学与工程系电气工程及其自动化1001

摘要：

模拟电子电路中，常常需要何种波形信号，如正弦波、矩形波、三角波等，作为测试信号或控制信号等。为了采集的信号能够用于测量、控制、驱动负载或送入计算机，常常需要将信号进行变换，如将电压变换成电流、将电流变换成电压、将电压变换成频率与之成正比的脉冲。而我要做的就是设计一个能够同时产生正弦波、矩形波、三角波的这样一个电路。

矩形波电压只有两种状态，不是高电平就是低电平，所以电压比较器是他的重要组成部分，因为产生震荡，就是要求输出状态应该按一定的时间间隔交替变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持时间。我选用LM358这样一种比较器。

在产生矩形波的电路后面接一个三角波发生器，矩形波输入的前提条件下经过积分获得三角波。

在三角波为固定频率过频率变化很小的情况下，采用低通滤波的方法将三角波变换为正弦波。关键词：

矩形波 三角波 正弦波 比较器 积分放大电路 低通滤波器 差分放大器

一、设计任务及要求

1.任务

设计一台函数信号发生器，能够发出方波信号、三角波信号和正弦波信号；

2.要求

输出波形的频率范围是10HZ~100HZ 100HZ~1KHZ 1KHZ~10KHZ，且连续可调； 方波幅值是10V，失真较小； 三角波峰值30V； 正弦波幅值为10V； 各种波形幅值均连续可调；

二、方案设计与论证

方案一

应用运算放大器做出的比较器电路产生方波，方波通过积分电路产生三角波，再由三角波通过低通滤波电路产生正弦波。方案二

由比较器和积分器组成方波——三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波（三角波的频率可通过电容的大小进行更改），三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

三、单元电路设计与参数计算

1.方案一

没有接通时，=0V，滞回比较器=+同时=+跳变到-当=-给C冲电，使。时，=

·（-），同时C使

降低，在在﹥之前=-不，则集成运放同相输入端=﹥之前，=+

不变；当

·，﹥时，由0上升，在变，当方波部分 时，跳变到+。

方波的波幅由稳压二极管的参数决定，方波的周期取决于充放电回路RC的数值。若R或C其中一个增大，周期T也会增大。≈≈T=T=（三角波部分

在方波发生电路中，当阈值电压数值较小时，可将电容两端的电压看成是近似三角波。所以只要将方波电压作为积分运算电路的输入，在其输出就得到三角波电压。当方波发生电路的输出电压线性下降：而当

=+

=-时，积分运算电路的输出电压

将C C ≈()C)

时，将线性上升。

不是+

就是-，所以输出电压的表达式为

积分电路的输入电压式中

()为初态时正好从-2

跃变为+，则式子变为

积分电路反响积分，随时间的增长线性下降，一旦=从+跃变为-，式子变为，再稍减小，将

()为产生跃变时的输出电压。积分电路正向积分，再稍加增大，将从-跃变为+

随时间的增长线性，回到初态，积分增大，一旦电路又开始反向积分。电路重复上述过程。因此产生震荡。由以上分析可知，是三角波，幅值为±；

是方波，幅值为±，由于积分电路引入了深度电压负反馈，所以在负载电阻相当大的变化范围里，三角波电压几乎不变。设正向积分起始值为-，中了值为+，积分时间为二分之一周期，则有

震荡频率为f=调节电路中的，可以改变震荡频率和三角波的幅值。

在三角波电压为固定频率或频变化很小的情况下，可以考虑低通滤波的方法将三角波变换为正弦波，输入电压的频率等于输出电压的频率。

将三角波按傅里叶级数展开

其中方案二

方波电路的工作原理

从一般原理来分析，可以在滞回比较器电路的基础上，靠正反馈和RC充放电回路组成矩形波发生电路。由于滞回比较器的输出只有两种可能的状态：高电平是三角波的幅值 或低电平。两种不同的输出电平使RC电路进行充电或放电，于是电容上的电压升高或降低，而电容的电压有作为滞回比较器的输入电压，控制其输出端状态发生跳变，从而使RC电路有充电过程变成放电过程或相反。如此循环往复，周而复始，最后在滞回比较器的输出端即可得到一个高低电平变化周期性交替的方波信号。

设Uo1=+Uz,则

U+ = R2（+Uz）/（R2+R3+Rp1）+（R3+Rw1）Uia/（R2+R3+ Rp1）=0

(1)将上式整理，得比较器翻转的下门限单位Uia＿为

Uia＿

=R2*Uz/（R3+ Rp1）

(2)若Uo1=-Uz，则比较器翻转的上门限电位Uia+为

Uia+=-R2（-Uz）/（R3+ Rp1）=Uia＿ = 2*R2*Uz/（R3+ Rp1）

(4)

3.方波——三角波转换原理

在产生方波信号之后，利用此波形输入到一个积分电路便可输出一个三角波。由于三角波信号是电容的充放电过程形成的指数曲线，所以线性度较差。为了能够得到线性度比较好的三角波，可以将运放和几个电阻、电容构成积分电路。运放接成积分电路形式，利用电路的自激振荡，由滞回比较电路输出的方波信号，经过积分电路后产生三角波信号，输出。运放U2与R4、RP2、C4及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出Uo2为

Uo2=-∫Uo1*dt/（R4+Rp2）C4

当Uo1=+Uz时，Uo2=-（+Uz）t/（R4+Rp2）C4 =-Uz*t/（R4+ Rp2）C4

当Uo1=-Uz时，Uo2=-（-Uz）t/（R4+ Rp2）C4 =Uz*t/（R4+ Rp2）C4 方波－三角波的频率为：

f=(R3+R)/4R2(Rp14Rp2)C

其中

R2/（R3+Rp1）≥1/3 取R2=10KΩ ,则R3Rp1=30 KΩ 取R3=20 KΩ，则Rp1=20 KΩ 由于f=(R3+Rp1)/4R2(R4Rp2)C

故R4Rp2=3/4fc 取R4=5.1KΩ,Rp2=100 KΩ 当10 Hz≤ƒ≤100 Hz, 取C=1μF;当100 Hz≤ƒ≤1KHz, 取C=0.1μF;当1KHz≤ƒ≤10KHz, 取C=0.01μF.三角波——正弦波转换电路的工作原理

本设计方案中主要采用有差分放大器来完成。差分放大器为输入阻抗高，抗干扰能力强，可以有效的抑制零点漂移，利用差分放大电路传输特性曲线的非线形，将三角波型号转化为正弦波信号，传输特性曲线越对称，线形区越好，三角波的幅值U应正好是晶体管饱和区和截止区。运放U2与R4、RP2、C4及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出Uo2为Uo2=-∫Uo1*dt/（R4+Rp2）C4 途中RP3调节三角波的幅度，RP4调节差分放大电路的对称性，其并联RE1用来减小差分放大电路的线形区，电容C5、C6、C7为隔直电容。由于输出频率较低，所以其容量一般较大。C8为滤波电容，以消除谐波分量，改善输出波形，差分放大器的静态工作点可通过观测传输型曲线，调整RP4和R6确定。

四、总原理图及元器件清单 原理图

1、方案一

2、方案二 原件清单

原件序号123456789原件名称双踪示波器运算放大器二极管稳压二极管电阻滑动变阻器电容开关电源主要参数XSCLM324AJ1N9141N4740A1K,25K,50K,500K5OK,100K30nF,10nF,430nF5V数量334273313备注

五、性能测试与分析 1.方波

方案一

R5=50KΩ，50%

R5=50kΩ 15%

方案二 RP1=50K 50% 闭合S1

闭合S2

闭合S3 2.三角波： 方案一

R5=50K 50%

R5=50K 15% 方案二： RP1=50K 50% 闭合S1

闭合S2

闭合S3

3.正弦波： 方案一

R5=50K 50% R5=50K 15%

方案二

RP1=50K 50% 闭合S1

闭合S2

闭合S3

六、心得体会

由于此次是第一次课程设计，所以心情无比的亢奋，对于仿真成功后有着很强烈的满足感。动手能力也是可到了很高的提高。从中我发现自己并不能很好的熟练去使用我所学到的模电知识。此次通过理论与实践的结合，我从中更加理解的知识的深刻含义。

作为一个大三的学生，我认为此次的课程设计是十分有必要的，也是十分有意义的。在已度过的大学实践里面，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力?如何把我们所学的专业基础课程理论知识运用到实践中去呢？我认为此次课程设计就是一个良好的平台。

由于电路比较简单，并且只是仿真，并不是真正的生产，所以我们基本上能有章可循，完成起来并不困难。吧过去熟悉的定型分析、定量计算，元器件选择等手段结合起来，掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。这对今后从事技术工作无疑是个启蒙训练。通过这种综合训练，我们可以掌握电路设计的基本方法，提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际能力，为以后的实际工作大家基础。

七、参考文献

【1】 康华光等，《模拟电子技术基础》（第五版），高等教育出版社，2006；

【2】 邱关源，《电路》（第5版），高等教育出版社，2006；

【3】 彭介华主编：《电子技术课程设计指导》，高等教育出版社，2005年出版；

【4】 陈大钦主编：《电子技术基础实验－电子电路实验、设计、仿真》，高等教育出版社，2002年出版；

篇7：模电课程设计报告

目录 课程设计的目的与作用······················································1 2 设计任务及所用multisim软件环境介绍·······································1 2.1设计任务······························································1 2.2所用multisim软件环境介绍·············································1 2.2.1 Multistim 10简介·················································1 2.2.2 Multistim 10主页面···············································2 2.2.3 Multistim 10元器件库·············································2 2.2.4 Multistim 10虚拟仪器·············································3 2.2.5 Multistim 10分析工具·············································3 3 电路模型的建立····························································3 3.1原理分析······························································3 3.2函数信号发生器各单元电路的设计········································5 3.2.1方波产生电路图····················································5 3.2.2方波—三角波转换电路图············································5 3.2.3正弦波电路图······················································6 3.2.4方波-三角波-正弦波函数发生器整体电路图····························6 4 理论分析及计算····························································7 4.1方波发生电路··························································7 4.2方波—三角波··························································7 4.3正弦波································································7 5 仿真结果分析······························································8 5.1仿真结果······························································8 5.1.1方波、三角波产生电路的仿真波形如图所示····························8 5.1.2方波—三角波转换电路的仿真·······································10 5.1.3三角波—正弦波转换电路仿真·······································11 5.1.4方波—三角波—正弦波转换电路仿真·································12 5.2结果分析·····························································13 6 设计总结和体会···························································133 7 参考文献·································································144

I

模拟电子课程设计 课程设计的目的与作用

1．巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。2．培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

3．通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件;初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4．了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。

5．培养严肃、认真的工作作风和科学态度 设计任务及所用multisim软件环境介绍

2.1 设计任务

设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路

1）输出各种波形工作频率范围：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。2)输出电压：正弦波U=3V , 三角波U=5V , 方波U=14V。3)波形特征：幅度连续可调，线性失真小。

4)选择电路方案，完成对确定方案电路的设计;计算电路元件参数与元件选择、并画出各部分原理图，阐述基本原理。

2.2 所用multisim软件环境介绍

2.2.1 Multistim 10简介

Multistim是美国IIT公司推出的基于Windows的电路仿真软件，由于采用交互式的界面，比较直观，操作方便，具有丰富的元件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的应用。

模拟电子课程设计

2.2.2 Multistim 10主页面

启动Multistim 10后，屏幕上将显示主界面。主界面主要由菜单栏、系统工具栏、设计工具栏、元件工具栏、仪器工具栏、使用中元件列表、仿真开关、状态栏以及电路图编辑窗口等组成。

2.2.3 Multistim 10元器件库

Multistim 10提供了丰富的元器件，供用户构建电路图时使用。在Multistim 10的主元器件库中，将各种元器件的模型按不同的种类分别存放若干个分类库中。这些元器件包括现实元件和虚拟元件。从根本上说，仿真软件中的元器件都是虚拟的。这里所谓的现实元件，给出了具体的型号，它们的模型参数根据该型号元件参数的典型值确定。现实元件有相应的封装，可以将现实元件构成的电路图传送到印刷电路板设计软件Uliboard 10中去。而这里所谓的虚拟元件没有型号，它的模型参数是根据这种元件各种型号参数的典型值，而不是某一种特定型号的参数典型值确定。虚拟元件的某些参数可以由用户根据自己的要求任意设定，如电阻器的阻值，电容器的容值以及三极管β值等，这对于教学实验的仿十分方便。虚拟元件没有相应的封装，因而不能传送到Uliboard 10中去。另外，Multistim 10的元器件库还提供一种3D虚拟元件，这是Multistim以前的版本并没有。这种元件以三维图形的方式显示，比较形象，直观。Multistim 10还允许用户根据自己的

需要创建新的元器件，存放在用户元器件库中。如图1所示

图1 Multisim 10 主界面

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2.2.4 Multistim 10虚拟仪器

Multistim 10提供了品种繁多，方便实用的虚拟仪器。取用这些虚拟仪器，只当连接在构建的电路图中，可以将仿真的结果以数字或图形的方式实时显示出来，比较直观。虚拟仪器的连接和操作方式与实验室中的实际仪器相似，比较方便。点击主界面中仪表栏的相应按钮即可方便地取用所需的虚拟仪器。元件工作栏如图2所示，虚拟仪表栏如图3所示。

图2 元件工具栏

图3 虚拟仪表栏

2.2.5 Multistim 10分析工具

分析菜单如图4所示。

图4 分析菜单 电路模型的建立

3.1原理分析

函数信号发生器是是由基础的非正弦信号发生电路和正弦波形发生电路组合而成。由

模拟电子课程设计

运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数信号发生器一般基本组成框图如图1所示。

图1 函数信号发生器框图

1、方波—三角波—正弦波信号发生器电路有运算放大器及分立元件构成，其结构如图1所示。他利用比较器产生方波输出，方波通过积分产生三角波输出，三角波通过差分放大电路产生正弦波输出。

2、利用差分放大电路实现三角波—正弦波的变换

波形变换原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示

图 2 三角波和正弦波得转换示意图

模拟电子课程设计

由图2可以看出，传输特性曲线越对称，线性区域越窄越好；三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。

3.2函数信号发生器各单元电路的设计

3.2.1方波产生电路图

3.2.2方波—三角波转换电路图

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3.2.3正弦波电路图

3.2.4方波-三角波-正弦波函数发生器整体电路图

模拟电子课程设计 理论分析及计算

4.1方波发生电路

方波发生电路构成同相输入迟滞比较器电路，用于产生输出方波。可变电容C1具有调频作用，可用于调节方波的频率。使产生的频率范围在10~~100Hz。

方波振荡周期 T = 2 R1 C1 ln(1+2R4/R3)。

R1=7K，R3=7K，R4=7K。

振荡频率 f = 1/T。可见，f与C1成反比，调整电容C1的值可以改变电路的振荡频率。图中稳压管 D1 D2 为调整方波幅值，UP-P = D1 +D2=14V。

4.2方波—三角波

方波——三角波电路中构成同相输入迟滞比较器电路，用于产生输出方波。可变电容C1具有调频作用，可用于调节方波的频率。运算放大器U1与电阻R5及电容C2构成积分电路，用于将U2电路输出的方波作为输入，产生输出三角波。

图中R6在调整方波—三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。若要求三角波的幅值，可以调节可变电容C2。

三角波部分参数设定如下：

对于输出三角波 其振荡周期 T =(4 R5 R6 C2)/ R3，f = 1/T。而要调整输出三角波的振幅，则需要调整可变电容C2的值。以使三角波UP-P = 5V。

4.3正弦波

改变输入频率，是电路中的频率一定时三角波频率为固定或变化范围很小。加入低通滤波器，而将三角波转化为正弦波。在图5中当改变输入频率后，三角波与正弦波的幅度将发生相应改变。由于

振荡周期 T =(4 R5 R6 C2)/ R3，C2为调节三角波的幅度使UP-P = 5V，R10调节输出正弦波得幅值UP-P = 3V。三角波→正弦波的变换主要用差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。特别是做直流放大器时，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性的非线性。

模拟电子课程设计 仿真结果分析

5.1仿真结果

5.1.1方波、三角波产生电路的仿真波形如图所示

方波仿真图形

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三角波仿真图形

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5.1.2方波—三角波转换电路的仿真

方波—三角波转换电路的仿真图形

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5.1.3三角波—正弦波转换电路仿真

三角波—正弦波转换电路仿真图形

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5.1.4方波—三角波—正弦波转换电路仿真

方波—三角波—正弦波转换电路仿真图形1

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方波—三角波—正弦波转换电路仿真图形2 5.2结果分析

输出电压

方波信号接入示波器仿真，调节C1，得方波峰峰Vpp=14 V；

撤除方波信号并接入三角波信号，调节C2，测得三角波峰峰值Upp=5 V； 将正弦波信号接入示波器，调节R10，测得正弦波峰峰值Upp=3V。设计总结和体会

从课程设计开始就纠结实验方案，太简单感觉没啥意思，太难了又担心调试不出来。抱着试试看看的态度，先选了一个比较复杂的电路，连了半天才连出来，调试的时候发现没有达到效果。于是，接着该方案，越改越简单，最后一次课验收才通过。

模拟电子课程设计

通过这次的课程设计，我发现《模拟电子技术》这门课没有学好，理论知识掌握得不够牢靠，很多原理还不是很明白，电路的分析能力有待提高，需要更好的掌握各种数电以及模电的元器件原理性能参数，应提高自己查阅资料以及使用仿真软件Multisim，画图软件Altium Designer的能力。通过这次设计也使我得到了极大的锻炼。

在设计的过程中遇到了不少问题，虽然整体思路上时没有错误的，但是在细节方面把握不足，而设计一个电路重要的一面就是对细节的把握

这次课程设计，我通过操作可以较熟练地运用Multisim进行一些电路的仿真实验，并且能够运用一些虚拟仪器一些以理想化的数据进行分析，从而形象的理解各种电路的特点，从而可以利用其特点进行一些电路的设计。

实践是检验真理的唯一标准，本次课程设计让我对自己的专业有了更深层次的了解，也锻炼了我们以后作为一名电子工作者应该具备的素质。参考文献

[1] 清华大学电子学教研组编.杨素行主编.模拟电子技术基础简明教程.3 版.北京：高等教育出版社，2006.[2] 童诗白主编．模拟电子技术基础．3版.北京：高教出版社，2001.[3] 李万臣主编．模拟电子技术基础与课程设计.黑龙江：哈尔滨工程大学出版