模拟电子技术课程设计任务书一、课程设计的任务通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
二、课程设计的基本要求1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。
包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。
2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。
包括：学会自己分析解决问题的方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。
3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。
4、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。
5、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观。
三、课程设计任务课题4 逻辑信号电平测试器的设计（一）设计目的1、学习逻辑信号电平测试器的设计方法；2、掌握其各单元电路的设计与测试方法；3、进一步熟悉电子线路系统的装调技术。
（二）设计要求和技术指标在检修数字集成电路组成的设备时，经常需要使用万用表和示波器对电路中的故障部位的高低电平进行测量，以便分析故障原因。
使用这些仪器能较准确地测出被测点信号电平的高低和被测信号的周期，但使用者必须一面用眼睛看着万用表的表盘或者示波器的屏幕，一面寻找测试点，因此使用起来很不方便。
本课题所设计的仪器采用声音来表示被测信号的逻辑状态，高电平和低电平分别用不同声调的声音来表示，使用者无须分神去看万用表的表盘或示波器的荧光屏。
1、技术指标：（1）测量范围：低电平<1V，高电平>3V；（2）用1.5KH Z的音响表示被测信号为高电平；（3）用500H Z的音响表示被测信号为低电平；（4）当被测信号在1~3V之间时，不发出音响；（5）输入电阻大于20KΩ；（6）工作电源为5V。
2、设计要求（1）进行方案论证及方案比较；（2）分析电路的组成及工作原理；（3）进行单元电路设计计算；（4）画出整机电路图；（5）写出原件明细表；（6）小结和讨论；（7）写出对本设计的心得体会。
3、所需元器件及仪器设备：（1）集成运算放大器（LM324）（2）三极管（3DG12）（3）二极管（2AP9,4只。
2CK12,1只）（4）电阻（5）双踪示波器4、参考书：[1] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试.华中科技大学出版社，2006[2] 金凤莲. 模拟电子技术基础实验及课程设计. 清华大学出版社，2009（四）撰写内容要求1、设计说明书一份（不少于10页）2、整机电路图一份（B5纸）3、元件明细表一份4、正文层次分明，客观真实，绘图规范，书写工整，语言流畅5、设计中引用的参考文献不少于5篇目录第一章绪论1.1 设计的的主要目的 (6)1.2课题研究及其意义 (6)1.3电平测试仪器及测试技术的发展状况 (7)第二章逻辑电平测试器的简单介绍2.1 大概要求和技术指标 (10)2.2 测试器的原理框图 (11)2.3 输入电路及逻辑判断电路原理 (11)2.4 音调产生电路原理 (12)2.5 扬声驱动电路原理 (15)第三章逻辑电平测试器的设计思路3.1 输入和逻辑判断电路的设计 (16)3.2 音响产生电路的设计 (18)3.3 扬声器驱动电路的设计 (19)3.4 元器件的选择 (20)3.5 整体电路的设计 (21)设计总结 (22)参考文献 (24)第一章绪论随着电子技术和其他高技术的飞速发展，致使工业、农业、科技国防等领域以及人们社会生活发生了令人瞩目的变革。
电子元器件和集成电路的发展，使各种电器，电子仪表设备微型化，多功能化和更加灵活。
随之而来的电路测试和检测问题也应运而生，电平测试器就是在检修数字集成电路时经常用到的工具，人们也时常用万用表和示波器对电平中的故障部位的高低电平进行测量，都不如专用的逻辑电平测试器使用起来方便，快捷，电平测试器可以做成电平测试笔，便于携带和使用，采用声音或光色对电平高低加以提示，使得人们不用盯着显示器读数，直接得到结果。
1.1 设计的主要目的1.1.1 学习逻辑信号电平测试器的设计方法；1.1.2 掌握其各单元电路的设计与测试方法；1.1.3 进一步熟悉电子线路系统的装调技术。
1.2课题研究及其意义在平常的实验中，经常要遇到测试一些数字电路的电平信号；在测试这些数字电路或是检测其功能的时候要测试其是高电平还是低电平，以方便后续的维修和检验。
一般来说检测信号的时候都是要利用万用表和示波器来进行检测和判断，但是这只是一个简单的判断，而其操作起来比较繁琐，一边要看设备的屏幕，另外还要注意设备的工作状况，稍有疏忽就会导致检测不准确，从而影响到器件的制作。
所以想到了是否可以制作一个简单的电子电路用来方便判断数字电路的信号的输出状况，不仅可以准确的测试出高、低电平，而且也不用那么繁琐的操作，再进过仔细的研究和反复的实验中，制作成了一个逻辑电平测试器，其目的就是一种可以简单判断是高电平还是低电平的逻辑电路。
1.3电平测试仪器及测试技术的发展状况目前市场中所使用的电平测试仪的性能以向智能化、数字化、操作简单化方向发展。
如GK5110数字电平综合测试仪(高频通道测试仪)是集振荡器、宽频电平表、选频电平表、杂音仪、阻抗表、载波通道自动测试仪、频率计等为一体的多功能仪表。
仪表采用国际先进的双DDS技术、带flashROM的单片机、温补晶振TCXO，以及大规模集成的特殊电路开发成功的智能型、全数字化仪表]1[。
仪表测量精度高，电平稳定，具有自动量程、自动电平校正、自动快速搜索、近端单机和远端双机同步自动测试，测量结果具有数字和模拟两种指示，数据可存储，并通过RS232接口上传PC机，打印输出。
仪表频率范围200Hz～1700kHz，分辨率1Hz，频率误差±3×10-6，适用于平衡和同轴电缆FDM系统以及无线链路和卫星系统的基带电平测量，可广泛用于电力、邮电、铁路、等通信部门。
由于发信的高电平(+18dB)和收信的高电平(+50dB)输入测量，以及输出口的自动保护功能，使仪表特别适用于电力载波、保护设备以及电力线载波通道的测试。
例如高压输电线路、变电站等场所的电力线载波通道进行电平、衰减、串杂音、阻抗等高频参数测试，以及电力通信结合设备高频阻波器、结合滤波器、高频电缆的开通维护测试。
性能及特点：全数字化，大屏幕高清晰LCD汉字图形显示，菜单式操作。
发信电平-77.9dB～+18dB，具有良好的频响和电平稳定度，输出纯度极高，是理想的高质量信号源。
输出口设有自动保护电路，不会因强信号灌入而损坏输出电路，特别适用于继电保护高频收、发信机测试。
收信电平测量范围+50dB～-100dB，分辨率0.01dB，具有自动量程、自动校正，电平测量稳定，精确度高。
测量结果有数字和模拟棒两种指示。
备有各种输出、输入阻抗，适于与通信设备作终端或跨接测量。
具有dB和dBm两种测量单位，可根据需要切换，直接显示而不用换算。
具有25Hz和1.74kHz两种选频带宽，良好的选择性和极低的固有失真，使电平表不仅作电平和串杂音测量，还可作波形分析。
采用1.74kHz带宽可长期监测线路衡重杂音电平。
“AFC”功能可全频段跟踪被测信号，自动搜索功能快速准确地搜寻测量未知信号的电平和频率。
近端单机自动环测，远端双机自动同步对测，自动测量载波通道，高频保护通道的电平、衰减、幅频特性、衡重杂音、线路阻抗等高频参数。
且具有RS232串行接口，数据可存储并上传PC机打印输出。
下面介绍一种用频谱分析测量数字信号电平的技术。
在数字电视、数字传输、数据通信中，其信号是采用多种调制方式的数字信号，这时的数字信号电平已不能用一般传统的方法来定度和测量，本文将引入每赫兹带宽功率(dBmV/Hz)法解决数字电平测量]2[。
电压是电子学的基本参数，也称电平。
电平和电压是同一个参数，一般来说，它们的区别在于单位不同。
电压是以伏(V)作单位，如V、mV、μV、kV等；电平是以dB作单位，如dBv、dBmV、dBμV等]3[。
电信号的电平，一般都是用正弦波的有效值为基准，以热电偶测量功率来定度它的电压值(电平值)，我们也叫做电平(电压)的有效值。
这就是说信号电平和功率之间是以热电偶所产生的热量来联系的。
我们知道，电功率是与信号波形无关的，而对于电平来说，我们所定度的正弦波那一定是无失真正弦波，否则要引入误差。
为了准确地测量信号的电平，一般正弦波信号不言而喻地用常规电平表示测量有效值，如果是脉冲信号则一般测量它的峰值。
在电视信号测试中，因为视频信号相当复杂，其信号大小是以行同步脉冲的峰值来定度，因此测定行同步脉冲峰值。
随着数字技术的发展，数字通信、计算机网路，数字电视的发展，各种调制的数字信号出现，它们怎样测量，这是一个非常重要的问题。
目前常见的数字信号有FSK、PSK、ASK、CDMA、TDMA、FDMA、QPSK、QAM等。
从测量的角度来看，无论那种调制数字信号，都可以把它当作在一定带宽内的噪声来对待。
因此，我们用每赫兹功率电平(dBmV/Hz)的概念，将一定带宽的功率来表征信道的功率(dBmV)，笔者称为平均功率电平。
像频谱仪通常是测量正弦波的电平有效值，来表征电平]4[。
第二章逻辑电平测试器的简单介绍2.1 大概要求和技术指标2.1.1 技术指标：（1）测量范围：低电平<0.8V，高电平>3.5V；（2）用1KH Z的音响表示被测信号为高电平；（3）用800H Z的音响表示被测信号为低电平；（4）当被测信号在0.8~3.5V之间时，不发出音响；（5）输入电阻大于20KΩ；（6）工作电源为5V。
2.1.2 设计要求：（1）进行方案论证及方案比较；（2）分析电路的组成及工作原理；（3）进行单元电路设计计算；（4）画出整机电路图；（5）写出原件明细表；（6）小结和讨论；（7）写出对本设计的心得体会。
2.2测试器的原理框图由图可知，电路由五部分组成：输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路、发音电路和电源。
2.3 输入电路及逻辑判断电路原理右图为测试输入和逻辑判断电路原理图。
以A1和A2的输出电压均为低电平。
当U1大于U H时，A1输出端U A为高电平，A2输出端U B为低电平。
通过改变R3和R4的比例图2-2中U1是被测信号。