模数混合实用电路设计专业：电子（物联网）
班级：1321
姓名：
学号：
指导教师：潘欣裕
2015年7 月13 日
一、仿真实验
1.利用BJT或MOS管，实现三极管的三种组态放大电路。
1.1共发射极放大电路
图1.1-1是基极分压式射极偏置电路原理图。
其中具有电流放大作用的BJT
V是待放大的时变输入信号，加在基极与发射极间的输入回路中，是核心元件。
S
输出信号从集电极－发射极间取出，发射极是输入回路与输出回路的共同端，所以称为共射极放大电路。
图1.1-1 共发射极放大电路
（1）电路仿真
图1.1-2 共射极放大电路仿真图（2）波形仿真图
图1.1-3 共射极波形图（3）参数计算
v V R R R CC BQ 18.182020
200200v 322≈*+=+= mA R V V I I BEQ BQ EQ CQ 74.85
=-=≈ mA I I CQ BQ 0874.0==β
()7.2354-=+-=R R I V V CQ CC CEQ
()Ω=++='5.497261r EQ
b b be I mv r β 5.301r -≈-='be
L V R A β
1.2共基极放大电路
图4是共基极放大电路原理图。
输入信号加在发射极和基极之间，输出信号由集电极和基极之间取出，基极是输入、输出回路的共同端，所以称为共基极放大电路。
图1.2-1 共基极放大电路
（1）电路仿真
图1.2-2 共基极放大电路仿真图（2）波形仿真图
图1.2-3 共基极波形图（3）参数计算
v V R R R
V CC BQ 32
12=+= mA R V V I I BEQ BQ EQ CQ 15.14
=-=≈ mA I I CQ
BQ 0115.0==β
()v 8.845-=+-=R R I V V CQ CC CEQ
()56//r 65===
'be be L V r R R R A ββ
1.3共集电极放大电路
图1.3-1是共集电极放大电路原理图。
负载电阻L R 接在BJT 的发射极上，输出电压加在基极和地之间，而输出电压从发射极和集电极之间取出，集电极是输入、输出回路的共同端。
所以称为共集电极放大电路。
图1.3-1 共集电极放大电路
（1）电路仿真
图1.3-2 共集电极放大电路仿真图（2）波形仿真
图1.3-3 共集电极波形图
（3）参数计算
()
A R R V V I BEQ CC BQ m 028.0132=++-=β A I I I EQ BQ CQ 0028.0=≈=β
v 8.03=-=R I V V EQ CC CEQ
()Ω=++=9.1137261200r EQ
be I mv β ()()()()
99.0//1r //14343=+++=R R R R A be V ββ
2.信号产生电路，利用555或者正反馈等放大电路，构成稳定的正弦波及方波振荡电路。
（频率、幅度可调）
由集成运放构成的方波发生器和正弦波发生器，一般包括比较器和RC 桥式正弦波振荡器。
其中RC 串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R4及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
2.1正弦波、方波仿真图
图2.1-1 正弦波、方波仿真图
2.2波形图
3.RC的一阶、二阶滤波器，附参数计算。
低通滤波器主要由运算放大器,电容,电阻构成。
运算放大器用于对信号的放大，电阻对电路起到反馈调节的作用使电压放大范围大大增加提高保持一定的开环增益实现对一定范围电压的放大，而电容的用途是用来调节的作用把高于设定
频率的信号导地衰减掉，从而达到滤波的目的。
3.1一阶无源低通滤波器
图3.1-1 RC一阶无源低通滤波器仿真
图3.1-2 RC一阶滤波器幅频曲线
图3.1-3 1阶滤波器相频曲线
截止频率HZ RC
f 15.15921
=∏=
3.2 RC 二阶有源低通滤波器
图3.2-1 RC 二阶有源低通滤波器仿真
图3.2-2 RC 二阶滤波器幅频曲线
图3.2-3 2阶滤波器相频曲线
截止角频率HZ C C R R w 10001
2
1210==
4.N 进制计数器及显示电路，能够以一定频率的方波信号作为时序，实现计数，由编译码器实现数码管显示。
本次设计采用74LS160N 集成十进制同步加法计数器组成42进制计数器。
先把两片74LS160N 集成十进制同步加法计数器按照某种方式级联起来构成100进制计数器。
再采用数字电路中常用的清零法来设置计数范围。
因为74LS160N 是异步清零的方式，所以在计数器计数到42时给2个计数器送出清零信号。
仿真图中左侧数码管代表个位数，右侧数码管代表十位数。
仿真运行结果：当两个数码管的显示值为41时，两片74LS160集成十进制同步加法计数器的计数值被清零，重新开始计数。
实现了42进制计数的功能。
图4.1 42进制计数器仿真
5.利用信号产生电路实现ASK、FSK的通信调制。
5.1 ASK通信调制
ASK是幅移键控调制的简写，利用代表数字信息“0”或“1”的矩形波调制一个连续载波，分别用不同的幅度来表示二进制符号0和1。
图5-1-1 ASK通信调制仿真
图5.1-2 ASK通信调制波形图
5.2 FSK通信调制
FSK是频移键控调制的简写，即用不同的频率来表示不同的符号。
图5.2-1 FSK通信调制仿真
图5.2-2 FSK通信调制波形图
二、自主设计部分
1、设计内容：利用计数器、555定时器等设计LED彩灯控制电路。
2、功能描述：实现8路彩灯输出，在控制信号作用下彩灯具有单个循环点亮、两个循环点亮、三个循环点亮和两个跳跃循环点亮等特点。
3、设计原理：首先由555定时器构成频率可调的多谐振荡器用以产生时钟脉冲；然后采用4位同步二进制计数器74LS161构成十六进制计数器用来产生连续变换的高低电平；利用开关1S、2S、3S控制三片芯片74LS138的工作；最后采用8盏LED小灯和部分电路构成输出电路。
4、各功能块电路图
4.1.由LM555定时器构成频率可调的多谐振荡器
图4.1 555多谐振荡器
4.2.同步4位二进制计数器74LS161构成8进制计数器
图4.2 8进制计数器
4.3.循环控制电路
（1）单循环分析
实现单循环时，利用一片74LS138芯片，即把开关A闭合，B,C断开，
此时1片芯片工作。
161计数器将输出的信号输入138芯片，例如输入为CBA=000时，输出11111110'0'1'2'3'4'5'6'7=Y Y Y Y Y Y Y Y ,此时“0”电平为有效电平，驱动第一个灯亮。
以此类推，每经过一个脉冲则驱动一个灯亮，实现循环。
图4.3-1 单循环点亮
（2）双循环分析
实现双循环时，将第一个138芯片的输出与第二、第三个进行错位与，从'1'0'7'0'7''6'3'2'1'2'1'0Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 、、Λ，这三个输出分别来自三个芯片，得到8个与门输出，用以控制8个LED 灯。
当开关A,B 闭合，C 断开时，第1、2片芯片工作，第3片芯片不工作，此时第3片芯片的输出'7'0Y Y Λ输出均为“1”，例如当CBA=000时候，这8个与门的输出为0,0,1,1,1,1,1,1，以此类推，当74LS160芯片中经过一个脉冲则计数一次，进而实现两个灯的循环闪亮。
图4.3-2 双循环点亮
（3）三循环分析
实现三循环时，电路的接法与实现双循环一致，只要通过控制开关来实现，即闭合三个开关A,B,C，让三片138芯片同时工作，即可实现三循环。
图4.3-3 三循环点亮
（4）跳跃双循环分析
实现跳跃双循环时，电路的接法与实现双循环一致，只要通过控制开关来实现，即闭合两个开关A,C，断开开关B，让第一、第三片138芯片同时工作，第二篇芯片不工作，即可实现跳跃双循环。
图4.3-4 跳跃双循环点亮
5、仿真电路总图
图5 仿真电路总图
6、元器件列表
元件名称元件参数数量
直流电源5V 3
可调电阻100K 2
电阻10K 5
电阻200 8
电容500nf 2 整流二极管1N4148 2
LM555CN 1
三、设计体会
这次模数混合实用电路设计虽然在全部课程考试之后，但是我并没有着急回家的心切，仍然很感谢这次模数混合实用电路设计。
这次设计不仅让我们巩固了上学期所学的模电数电的知识，而且又一次锻炼了我们对multisim的掌握情况。
这是继模电课程设计、数电课程设计之后又一次综合的实用电路仿真设计，提高了我们的动手能力、创新能力和综合设计与分析能力，能使我们在学习过程中不断进步、能力不断得到提升。
四、参考文献
【1】《电子技术基础·模拟部分》康华光编
【2】《数字电子技术基础》阎石编
【3】《Multisim 9在电工电子技术中的应用》董玉冰编。