電子技術(shù)基礎(chǔ)A課程設(shè)計(jì)報(bào)告例

新疆大學(xué)課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)）報(bào)告所屬院系：專業(yè)：課程名稱：電子技術(shù)基礎(chǔ)A設(shè)計(jì)題目：班級(jí)：電氣學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師:完成日期：課程設(shè)計(jì)題目：波形變換電路的設(shè)計(jì)要求完成的內(nèi)容：自行設(shè)計(jì)一波形變換電路，選擇合適的參數(shù)。對(duì)波形變換電路路的分析有三方面（1）同相比較器的分析（2）反相比較器的分析（3）滯回比較器的分析。要求：①根據(jù)所設(shè)計(jì)電路，選用Multisim2001仿真軟件，搭建電路模型。②測(cè)量并分析所設(shè)計(jì)波形變換電路的性能指標(biāo)。③觀察并分析其波形變換。④完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容后，請(qǐng)認(rèn)真按格式完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。主要收獲體會(huì)與存在的問題：存在問題：收獲和體會(huì)：1、2、3、指導(dǎo)教師評(píng)語：理論分析較為完善，數(shù)據(jù)分析滿足理論要求。仿真結(jié)果基本和理論分析結(jié)果相吻合，對(duì)VISIO軟件應(yīng)用達(dá)到課程設(shè)計(jì)要求，文檔版本符合格式要求。拓展加深的內(nèi)容分析較好。評(píng)定成績(jī)?yōu)椋?0指導(dǎo)教師簽名：年月日備注：電子技術(shù)基礎(chǔ)A課程設(shè)計(jì)報(bào)告-PAGE11-波形變換電路的設(shè)計(jì)一、引言1、軟件介紹：Multisim2001是IIT公司推出的電路分析與模擬仿真的軟件。Multisim2001提供了全面集成化的設(shè)計(jì)環(huán)境，完成從原理圖設(shè)計(jì)輸入、電路仿真分析到電路功能測(cè)試等工作。當(dāng)改變電路連接或改變?cè)?shù)，對(duì)電路進(jìn)行仿真時(shí)，可以清楚地觀察到各種變化對(duì)電路性能的影響。MicrosoftOfficeVisio2003是微軟公司出品的一款的軟件，它有助于IT和商務(wù)專業(yè)人員輕松地可視化、分析和交流復(fù)雜信息。它能夠?qū)㈦y以理解的復(fù)雜文本和表格轉(zhuǎn)換為一目了然的Visio圖表。該軟件通過創(chuàng)建與數(shù)據(jù)相關(guān)的Visio圖表（而不使用靜態(tài)圖片）來顯示數(shù)據(jù)，這些圖表易于刷新，并能夠顯著提高生產(chǎn)率。使用OfficeVisio2003中的各種圖表可了解、操作和共享企業(yè)內(nèi)組織系統(tǒng)、資源和流程的有關(guān)信息。2、軟件運(yùn)用利用multisim2001軟件可以對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行理想情況和實(shí)際情況下的仿真，以達(dá)到不用在實(shí)驗(yàn)室測(cè)數(shù)據(jù)即可得到設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的目的。利用visio軟件可以繪制所需的電路圖、分析圖和原理圖。二、課程設(shè)計(jì)的目的和要求1、熟悉集成運(yùn)算放大器的使用。2、掌握電壓比較器的原理及簡(jiǎn)單電壓比較電路的設(shè)計(jì)。3、對(duì)單限、雙限、滯回電壓比較器作合理分析和評(píng)估，對(duì)元器件的參數(shù)與相關(guān)指標(biāo)做合理分析并分析臨界情況。4.、利用visio軟件繪制出相應(yīng)的原理圖、電路圖以及相應(yīng)的分析圖。利用multisim2001軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，得出仿真數(shù)據(jù)。三、原理、設(shè)計(jì)、結(jié)果、分析1、電壓傳輸特性（理論分析）集成運(yùn)放的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系=f（）成為集成運(yùn)放的電壓傳輸特性。如右圖所示，它包含線性區(qū)和飽和區(qū)兩部分。在線性區(qū)內(nèi)，與成正比關(guān)系，即==（﹣）線性區(qū)的斜率取決于的大小。由于受電源的圖1電壓傳輸特性限制，不可能隨的增加而無限增加，因此，當(dāng)增加到一定值后，便進(jìn)入了正、負(fù)飽和區(qū)。正飽和區(qū)=+≈+，負(fù)飽和區(qū)=—≈—。集成運(yùn)放在應(yīng)用時(shí)，工作于線性區(qū)的成為線性運(yùn)用，工作于飽和區(qū)的稱為非線性運(yùn)用。由于集成運(yùn)放的非常大，線+性區(qū)很陡，即使輸入電壓很小，由于外部干擾等原因，不引入深度的負(fù)反饋很難在線性區(qū)穩(wěn)定工作。2、單限電壓比較器：原理：只要將集成運(yùn)放的反相輸入端和同相端中的任何一端加上輸入信號(hào)電壓，另一端加上固定的參考電壓，就成了單限電壓比較器。這時(shí)與的關(guān)系曲線稱為電壓比較器的電壓傳輸特性。若取=，=（如圖所示），則為同向電壓比較器：>時(shí)，=+<時(shí)，=—（a）信號(hào)輸入方式（b）電壓傳輸特性圖2同向電壓比較器若取=，=（如圖所示），則為反向電壓比較器：>時(shí)，=—<時(shí)，=+（a）信號(hào)輸入方式（b）電壓傳輸特性圖3反向電壓比較器如果=0，這種比較器稱為零比較器。由此可見，單限電壓比較器在輸入電壓經(jīng)過時(shí)，輸出電壓將發(fā)生躍變。這一電壓稱為比較器的門限電壓。由于該比較器的門限電壓只有一個(gè)，故稱為單限電壓比較器電壓，簡(jiǎn)稱單限比較器。單限電壓比較器電路簡(jiǎn)單，但抗干擾能力差，若輸入電壓與門限電壓相差不多，則稍遇干擾信號(hào)，輸出電壓便會(huì)發(fā)生誤躍變，甚至引起在+和—之間來回變動(dòng)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：直流：按右圖連線，并令=0V，0.05V，0.1V，取==10千歐，輸入信號(hào)設(shè)在—0.2V~+0.2V范圍內(nèi)變化，=12V，=12V。測(cè)出輸出電壓，并填入下表中。圖4單限反向電壓比較器直流輸入電路圖測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件(V)(v2)(V)(V)=0V=10千歐=10千歐=12V=12V表1反向電壓比較器直流輸入（1）測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件(V)(v2)(V)(V)=0.05V=10千歐=10千歐=12V=12V表1反向電壓比較器直流輸入（2）測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件(V)(v2)(V)(V)=0.1V=10千歐=10千歐=12V=12V表1反向電壓比較器直流輸入（3）交流：將集成運(yùn)放的輸入端接入信號(hào)發(fā)生器的正弦波輸出端，電路圖如下圖所示，并取f=50赫茲，幅值為=3V，其他元件數(shù)據(jù)與直流的一樣，用示波器觀察輸入、輸出波形。并記于下表中。圖5單限反向電壓比較器交流輸入電路圖測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件(V)(A)(V)(B)=0V=10千歐=10千歐=12V=12Vf=50赫茲表2單限反向電壓比較器正弦輸入結(jié)果結(jié)果與分析：分析：從表1中的三張圖中可以看出，只是使波形發(fā)生左右移動(dòng)，而不該表波形的性質(zhì)，與原理結(jié)合分析得：只是起到了一個(gè)比較電壓的左右，越大，波形越往右移動(dòng)。直流分析：當(dāng)>時(shí)，輸出電壓為+12V左右，也就是=+≈+；當(dāng)<時(shí)，輸出電壓為—12V左右，也就是=—≈—；當(dāng)與相當(dāng)且稍微大于時(shí)，波形出現(xiàn)了線性變化，且變化陡峭，說明此時(shí)運(yùn)算電路處于線性放大區(qū)，為過渡階段。此結(jié)論與原理相吻合。交流分析：如表2所示波形，當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí)，輸出電壓也符合原理，再次驗(yàn)證了直流分析中的結(jié)論。3、滯回電壓比較器原理：滯回電壓比較器簡(jiǎn)稱滯回比較器或遲滯比較器，電路如圖所示。引入電壓串聯(lián)正反饋。由于電壓加有正反饋，運(yùn)算放大器工作在飽和區(qū)，或等于+，或等于—。(a)電路圖（b）電壓傳輸特性圖6滯回電壓比較器若=+，這時(shí)的門限電壓用表示，稱為上限觸發(fā)電壓，則===若=—，這時(shí)的門限電壓用表示，稱為下門限電壓，則===當(dāng)=由小于值開始增加時(shí)，<，=+，而=。當(dāng)=剛大于U時(shí)，>，跳變至=—，再增加，=—不變，而=。當(dāng)=由剛大于值開始減小時(shí)，>，=—，而=。當(dāng)=剛小于時(shí)，<，跳變至=+，再減少，=+不變，而=?？梢婋妷簜鬏斕匦詰?yīng)如下圖所示。當(dāng)輸入電壓由小變大時(shí)，門限電壓為；由大變小時(shí)，門限電壓為，具有“滯回”的特點(diǎn)，故名滯回比較器。與之差稱為滯回寬度。只要干擾信號(hào)不超過滯回寬度，輸出電壓值也就是穩(wěn)定的，因而這種電壓比較器具有較強(qiáng)的抗干擾能力。設(shè)計(jì)內(nèi)容：按如下圖接好電路，取=51千歐，==10千歐。若輸入信號(hào)改用正弦波，即將集成運(yùn)放的輸入端接入信號(hào)發(fā)生器的正弦波輸出端，并取f=50赫茲，幅值為=3V，用示波器觀察輸入、輸出波形。并記于下表中。圖7滯回電壓比較器測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件(V)(A)(V)(B)=0V=51千歐=10千歐=10千歐=12V=12Vf=50赫茲表3滯回電壓比較器正弦輸入結(jié)果與分析按照原理計(jì)算，=2.238V，=1.502V，▽=0.736V。在波形中測(cè)出上限觸發(fā)電壓為2.30V，下限觸發(fā)電壓為—1.60V，▽=0.70V。當(dāng)輸入電壓由小變大且小于2.30V時(shí)，輸出電壓為+11.1V=+≈+=12V；當(dāng)輸入電壓從小于—1.60V且逐漸增加時(shí)，輸出電壓為—11.1V=—≈-=—12V。如上計(jì)算，可將滯回特點(diǎn)分析得出，故在誤差范圍內(nèi)，可以認(rèn)為是和原理相吻合的。四、設(shè)計(jì)拓展（選修）1、直流輸入設(shè)計(jì)：圖8雙限電壓比較器直流輸入電路圖測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件測(cè)試結(jié)果====10千歐==12V=0.5V=1V=0~2V表4雙限電壓比較器直流輸入結(jié)果結(jié)果和分析：直流：如右圖所示，當(dāng)輸入電壓小于比較電壓時(shí)，輸出電壓為11.1V≈；當(dāng)大于比較電壓時(shí)，輸出電壓為11.1V≈。當(dāng)介于和之間時(shí)，輸出電壓為—7.5V。故基本符合設(shè)計(jì)理論，即：<時(shí)，上一個(gè)電壓放大器輸出為+，下面一個(gè)輸出為—，由于二極管的作用，故輸出電壓為+；當(dāng)>時(shí)，正好相反；當(dāng)介于兩者之間時(shí)，兩個(gè)輸出均為—，故由二極管的特性得知二極管此時(shí)都處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓為0。存在問題：此時(shí)的當(dāng)<<時(shí)，輸出電壓為-7.5V而不是0。2、交流輸入設(shè)計(jì)：圖9雙限電壓比較器交流輸入電路圖測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件測(cè)試結(jié)果====10千歐==12V=—2V=2V：—4V~+4V表4雙限電壓比較器交流輸入結(jié)果結(jié)果和分析：如上測(cè)量數(shù)據(jù)圖所示，上限電壓為1.9V，下限電壓為—1.9V，與給