电子技术课程设计

发布 2022-10-05 16:04:28 阅读 1489

电子技术课程设计是电子技术基础教学中的一个实践环节,也是电子类专业整个知识和能力体系的重要支柱之一。它内容多,处理问题的方式多,理解难度大,实践性要求高。电子技术课程设计,将理论与实践紧密结合,使学生自己通过设计和搭建一个实用电子产品雏形,巩固和加深在电子技术课程中的理论基础和实验中的基本技能,训练电子产品制作时的动手能力。

掌握电子产品的设计流程中电路的设计、器件的选择方法、电路**工具及**方法,实际电路的安装、调试、指标检测,设计书的编写等基本能力。为和毕业以后从事电子技术方面的科研和开发打下一定的基础。

一.概述。电子技术课程设计是集电子线路设计、软件设计与编程、系统综合、元器件参数计算和选择、电路**与调试、印刷电路板设计、电路安装与调试于一体,独立完成电路的综合练习。

电子技术课程设计不同于一般的基础实验。基础实验是验证基本理论和电路性能,学生通过实验初步了解实验的步骤和基本方法,熟悉常用仪器设备的使用方法,达不到训练学生动手解决电路问题的能力。课程设计是学生运用学过的知识,利用实验的手段检验理论设计中的问题,指导电路的调试工作,从而使理论和实际有机的结合起来,锻炼解决问题分析问题的实际能力,实现知识向技能转化。

电子技术课程设计不能等同于电子产品设计,它是对电子产品设计的局部模拟和过程**,其总体要求一般要低得多。让学生从理论学习的轨道逐渐引向实际方面来,把过去熟悉的定性分析、定量计算的方法逐步和工程估算、实验调整等手段结合起来,逐步掌握工程设计的步骤和方法,了解科学实验的程序和实施办法。这对今后从事技术工作无疑是启蒙训练。

二、课程设计的目的和要求。

1. 能够较全面地巩固和应用“电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌握系统设计的基本方法。

2. 能合理、灵活地应用各种器件实现规定的系统。

3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的系统的能力。

4.培养独立进行实验,包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力。

5.培养书写综合设计实验报告的能力。

三、课程设计的基本要求。

根据设计任务,从选择设计方案开始,进行电路设计;选择合适的器件,画出设计电路图;掌握一般电子线路**调试的基本方法并能解决出现的问题,在**结果的基础上,实现实际电路方案。通过安装、调试,直至实现任务要求的全部功能。对电路要求布局合理,走线清晰,工作可靠,经验收合格后,写出完整的课程设计报告。

四、课程设计的具体步骤

电子电路的一般设计方法和步骤是:分析设计任务和性能指标,选择总体方案,设计单元电路,选择器件,计算参数,画总体电路图。进行**试验和性能测试。

实际设计过程中往往反复进行以上各步骤,才能达到设计要求,需要灵活掌握。

1. 总体方案选择

设计电路的第一步就是选择总体方案,就是根据提出的设计任务要求及性能指标,用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体,来实现设计任务提出的各项要求和技术指标。

设计过程中,往往有多种方案可以选择,应针对任务要求,查阅资料,权衡各方案的优缺点,从中选优。

2. 单元电路的设计

2.1 设计单元电路的一般方法和步骤

a.根据设计要求和选定的总体方案原理图,确定对各单元电路的设计要求,必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。

b.拟定出各单元电路的要求后,对它们进行设计。

c. 单元电路设计应采用符合的电平标准。

2.2 元器件的选择

在搭建单元电路时,对于特定功能单元选择主要集成块的余地较小。比如时钟电路选555,转换电路选0809,译码及显示驱动电路也都相对固定。但由于电路参数要求不同,还需要通过选择参数来确定集成块型号。

一个电路设计,单用数字电路课程内容是不够的,往往同时掺有线性电路元件和集成块,因此还需对相应内容熟悉,比如运算放大器的种类和基本用法,集成比较器和集成稳压电路的特性和用法。总之,构建单元电路时,选择器件的电平标准和电流特性很重要。普通的门电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路、脉冲产生电路、数模和模数转换电路、采样和存储电路等,参数选择恰当可以发挥其性能并节约设计成本。

单元电路设计过程中,阻容元件的选择也很关键。它们的种类繁多,性能各异。优选的电阻和电容辅助于数字电路的设计可以使其功能多样化、完整化。

3. 单元电路调整与连调

各单元电路的输入输出逻辑关系与它们之间的正确传递决定了设计内容的成败。具体步骤要求每一个单元电路都须经过调整,有条件情况下可应用逻辑分析仪进行测试,确保单元正确。各单元之间的匹配连接是设计的最后步骤,主要包含两方面,分别是电平匹配和驱动电流匹配。

它也是整个设计成功的关键一步。

4. 衡量设计的标准。

工作稳定可靠;能达到预定的性能指标,并留有适当的余量;电路简单,成本低,功耗低;器件数目少,集成体积小,便于生产和维护。

五、课程设计报告要求。

课程设计报告应包括以下内容:

1. 对设计课题进行简要阐述。

2. 设计任务及其具体要求。

3. 总体设计方案方框图及各部分电路设计(含各部分电路。

功能、输入信号、输出信号、电路设计原理图及其功能阐述、所选用的集成电路器件等)。

4. 整机电路图(电路图应用标准逻辑符号绘制,电路图中。

应标明接线引出端名称、元件编号等)。

5. 器件清单。

6. 调试结果记录。

7. 总结与体会。

课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐、数据详实。

六、参考题目。

课题一对讲机放大电路的设计。

课题二直流稳压电源与充电电源。

课题三函数信号发生器。

课题四数字电子钟逻辑电路设计

课题五智力竞赛抢答器逻辑电路设计。

课题六交通灯控制逻辑电路设计

课题七汽车尾灯控制电路的设计。

课题八数字温度计

课题九多路防盗报警电路设计。

课题十电梯控制电路设计。

课题十一倒计时计时器的设计

对讲机放大电路设计。

放大器由于具有对微弱信号进行放大的功能,所以得到了广泛的应用,但因单级放大器的增益不高,实用的放大器一般均由多级放大器构成。本文以对讲机为例,通过设计安装和调试掌握多级放大器的一般设计方法。

1. 工作原理。

简易对讲机工作原理如图1-1所示,放大器是核心部分。它的作用是把话筒送来的微弱信号放大到足以使扬声器发出声音。y1、y2为扬声器,k为双刀双掷开关,利用开关k的切换作用,可以改变y1、y2与放大电路连接的位置,使y1、y2交替作为话筒和扬声器使用。

图中,k处在图中所示位置,y2通过k接到放大器的输入端成为话筒,y1则接到输出端为扬声器。此时有人对着y2讲话时,y2把声音信号转换成电信号加到放大器的输入端,经放大器放大后可带动扬声器y1发出声音,从而可在y1处听到y2处的讲话。当k拨到另一位置时,则可以在y1处讲话,y2处收听。

通过k的开关控制,能够实现双向有线通话,称为对讲机。

对讲机放大器的电路组成方框图如图1-2,电路由输入级、中间级、输出级构成。前置级由两级放大器组成,放大器第一级输入端与传感器相连(作为话筒时的y1和y2),故也称为输入级,放大器的第二级把输入级的输出的电压信号进行放大再传给输出级,这一级也称作中间级。输出级由otl功率放大器组成,把前置级的电压信号进行功率放大,带动扬声器。

2. 设计任务。

1.前置放大级技术指标。

1. 电压放大倍数:**=100;

2. 最大输出电压vo=1v;

3. 频率响应:30hz~30khz;

4. 输入电阻:ri > 15kω;

5. 失真度:γ 10%;

6. 负载电阻:rl=2kω;

7. 电源电压:vcc=12v;

2.功率放大器(输出级)技术指标。

1. 最大输出功率: pom ≥ 0.25w;

2. 负载电阻 : rl = 8 ω;

3. 失真度 : 5%

4. 效率 :η50%

5. 输入阻抗 :r i ≥ 100 kω

3. 设计要求。

1. 画出电路原理图(或**电路图);

2. 元器件及参数选择;

3. 电路**与调试;

4. pcb文件生成与打印输出;

5. 实验室自行装配和调试;

6. 编写设计报告;包括设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

4. 所用仪器设备。

1. 计算机及电路**软件。

2. 信号发生器。

3. 示波器。

4. 稳压电源。

5. 晶体管毫伏表。

6. 万用表。

1. 直流稳压电源与充电电源的任务:

设计一直流稳压电源与充电电源电路,输出电压有3v、6v两档,且正负极性可以转换。

整机直流稳压电源与充电电源电路整体电路框图,如图2-1所示。

图 2-1 整体电路框图。

1.整流滤波电路采用桥式整流电容滤波电路。

2.稳压电路采用带有限流型保护电路的晶体管串联稳压电路。

3.充电电路采用两个晶体管恒流源电路。

2. 主要技术指标:

1. 输出电压:3v、6v两档,且正负极性可以转换。

2. 输出电流:额定电流为150ma,最大电流500 ma。

3. 额定电流输出时,δuo/uo小于±10%。

4. 能对4节5号或7号可充电电池“慢充”或“快充”。慢充的充电电流为 50ma~60ma ,快充的充电电流为 110ma~130ma。

三.所用仪器设备。

1. 计算机及电路**软件。

2. 示波器。

3. 万用表。

一、函数信号发生器设计任务:

设计一函数信号发生器,能输出方波和三角波两种波形。

二、主要技术指标:

1.输出为方波和三角波两种波形,用开关切换输出;

2.输出电压均为双极性;

3.输出阻抗均为50ω;

4.输出为方波时输出电压峰值为0~5v可调,输出信号频率为200hz ~ 2khz可调。

5.输出为三角波时输出电压峰值为0~5v可调,输出信号频率为200hz ~ 2khz可调。

三.所用仪器设备。

1.计算机及电路**软件。

2.示波器。

3.万用表等。

数字电子钟逻辑电路设计。

一、 简述。

数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时、日的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确,显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表,大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。

数字电子钟的电路组成方框图如图1.1所示。

图1.1 数字电子钟框图。

由图1.1可见,数字电子钟由以下几部分组成:石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器;校时电路;六十进制秒、分计数器,二十**制(或十二进制)计时计数器;秒、分、时的译码显示部分等。

二、设计任务和要求。

用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分、秒的数字电子钟,要求如下:

1. 由晶振电路产生1hz标准秒信号。

2. 秒、分为00~59六十进制计数器。

3. 时为00~23二十**制计数器。

4. 周显示从1~日为七进制计数器。

5. 可手动校时:能分别进行秒、分、时、日的校时。只要将开关置于手动位置,可分别对秒、分、时、日进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。

6. 整点报时。整点报时电路要求在每个整点前呜叫五次低音(500hz),整点时再呜叫一次高音(1000hz)。

三、可选用器材。

1. 通用实验底板。

2. 直流稳压电源。

3. 集成电路:cdlslsls248及门电路。

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