河北科技大学
课程设计报告
学生姓名：xxx学号：120701103
专业班级：xxx
课程名称：模拟电子技术基础
学年学期：2 013 —2 014 学年第一学期指导教师：王彦朋蔡明伟
2 0 1
3 年12 月
课程设计成绩评定表
目录
一任务.................................................................................................................. - 1 - 二电路原理图...................................................................................................... - 1 - 三单元电路设计.................................................................................................. - 1 -
1.稳压电源单元电路设计............................................................................... - 1 -
2.正弦波单元电路设计................................................................................... - 2 -
3.方波单元电路设计....................................................................................... - 3 -
（1）过零比较器及限幅电路.................................................................. - 3 - （2）反相比例运算放大电路.................................................................. - 4 -
4.三角波单元电路设计................................................................................... - 5 - 四元件明细表...................................................................................................... - 6 - 五安装与调试...................................................................................................... - 7 - 六收获体会.......................................................................................................... - 7 - 七附录.................................................................................................................. - 8 - 八参考文献.......................................................................................................... - 8 -
一任务
利用LM324芯片及相应电阻电容设计并制作出信号发生器，其中包括RC振荡正弦波发生器、过零比较器、反相比例运算放大电路、及积分放大电路四部分。
利用整流管，LM7812、LM7912和适当电容设计并制作出输出为±12V稳压电源，以提供给LM324使用。
二电路原理图
信号发生器结构框图如下：
XSC1
LM324构成的信号发生器
三单元电路设计
1.稳压电源单元电路设计
稳压电源单元电路
U2
市电网220V频率50Hz的交流电经过变压器变压、整流、滤波及LM7812、LM7912稳压模块稳压之后输出稳定的±12V电压以供给LM324使用。
D2
正弦波单元电路
如图所示，有运算放大器LM324A 、负反馈支路R1、R4、构成放大环节，R2、C1，R3、C2组成的串RC 并联网络构成正反馈支路。
负反馈支路中接入二极管D1、D2可以帮助实现振荡幅度的自动稳定。
电路要求闭环增益Au ≥3，可以通过调节电位器R4改变放大倍数Au 满足振幅条件，振荡频率为ƒ=1/(2πRC)。
振荡电路的最大振荡幅度和最高振荡频率受到运算放大器最大输出幅度和转换速率等指标的限制。
在Multisim 软件仿真中，该电路UO1仿真输出波形如下：
（1）过零比较器及限幅电路
如图，过零比较器其阈值电压T U =0V 。
集成运放工作在开环状态，由于限幅电路的存在，其输出电压为±Z U 。
本电路图中，Z U =5V 。
在Multisim 软件仿真中，该电路UO2仿真输出波形如下：
（2）反相比例运算放大电路
R7方波单元电路2
当运算放大器的开环增益为无穷大时，反相比例放大器的闭环电压增益为
uf = F o f u R A u Ri =- 式中 f R ——反相输入电阻6R ；
Ri ——反馈电阻7R 。
在本电路图中uf A =1/5。
在Multisim 软件仿真中，该电路UO3仿真输出波形如下：
4.三角波单元电路设计
C3
如图所示，由于集成运放的同相输入端通过R9、R10并联接地，P u =N u =0，为“虚地”。
电路中，电容C3中电流等于电阻R8
中电流
C i =R i =44
UI UO
输出电压与电容上电压的关系为
4C UO u =-
而电容上电压等于其电流的积分，故
311
4C I UO i dt u dt C RC =-
=-⎰⎰ 在求解t1到t2时间段的积分值时
1
214(t1)I t O t UO u dt u RC
=-
+⎰ 式中(t1)O u 为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值时t2时刻的输出电压。
在Multisim 软件仿真中，该电路UO4仿真输出波形如下：
四元件明细表
五安装与调试
在课程设计过程中，我们小组成员分工合作，共同完成了课设任务。
首先，由xxx 和xxx同学负责在电脑上使用Multisim进行电路的仿真验证，同时参考模电课本及实验指导教材，分析仿真波形，修改数据，最终得到了符合条件的电路。
由xxx和xxx同学进行电路焊接工作，在实际焊接之前，我们四人先进行了电子元器件放置的讨论，在电路板上预先决定好每个元件的位置，充分利用万用板的空间资源。
由于前期的元器件位置的斟酌安排，后期的焊接工作得以顺利完成，并且在电路出现问题的时候能够迅速的确定故障所在。
在我们实际的电路调试过程中，出现了很多问题，我们认真分析，各个击破。
波形发生电路焊接和调试工作进行的比较顺利，第一次接通±12V直流电源后，经过简单的滑动变阻器的调整，即出现了我们想要的正弦波波形。
在焊接和调试稳压电源模块时，第一次焊接完成后接通变压器输出的交流电时，电源不能输出正常的直流电压，我们仔细进行了电路的分析并借助互联网搜集资料，终于发现原来我们把LM7912稳压模块的引脚功能弄错了，对LM7812稳压模块认识的思维惯性造成了这一次的错误。
这个问题解决之后，电源能够正常输出稳定的±12V电压，然而在我们打算验收之前又出现了重大的人为错误，错将本应加载到电源输入端的交流电加到了+12V的输出端，导致电路严重发热，LM7812被烧毁，后来经过更换了7812之后，我们的电路终于能够正常工作，并通过了验收。
六收获体会
“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行”。
通过这次模电课程设计，我对模电课上的知识有了更加感性的认识，各种电路原理图记忆的更加深刻。
在Multisim软件的学习和使用过程中，我进一步明白了自学的重要性，我从放置元件，连接元件一步步开始，认识了如何在库中搜寻元件，如何修改元件的属性以及Multisim软件中各种虚拟仪器的使用。
尤其值得记住的一件事是，我通过阅读Multisim软件的英文帮助文档，学会了怎么建立一个多原理图的垂直设计（Multi-Sheet Hierarchical Design），把独立的模块通过在原理图上放置的HB/SC连接器连接起来，使原理图看起来更加简洁和直观，也为报告的编写提供了很漂亮的原理图。
此外，我还发现了Multisim原理图导出的简单方法：在编辑区直接选中想要导出的原理图，然后在Word里粘贴，这样在Word中直接生成了该原理图的图片文件，比靠软件截图要简单方便的多，并且更为清晰。
在课程设计过程中，我进一步明白了作为电子信息工程专业学生应有的细心谨慎的品质，之前把电源接错位置造成7812的烧毁就是马虎大意造成的严重后果，无论什么时候，学电子，必须要坐得住，必须时刻保持清醒。
七附录
八参考文献
1 童诗白，华成英主编《模拟电子技术基础》高等教育出版社
2 安冰菊主编《电子技术基础实验及课程设计》机械工业出版社
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