模电优秀课程设计优质报告.doc

南京工业大学信息科学和工程学院

课 程 设 计 报 告

（ — 年第 一 学期 ）

课程名称： 模拟电子线路设计
班 级： 通信0802
学 号： 07
姓 名： 俞燕
指导老师： 李鑫

1 月

课 程 设 计 报 告

一．课程设计题目
模拟电子线路课程设计

二．目标和任务
1、目标：
①．学会知识综合利用，将离散知识点组合，将数字电路，模拟电路课程综合。
②．学会理论和实践相结合，以理论为基础设计电路，在实践中检验修正。
③．能熟练利用multisim进行电路设计和仿真，并比较仿真和实际电路结果差异。
④．关键训练器件选择和匹配，调试方法和技巧。
⑤．锻炼自己动手能力和自学能力。
2.任务：
增益可自动改变放大器（a），(b，(c)，(d)，(e)。分值系数分别为0.9，1.0，1.1不等，任选一题进行设计制作。

三．内容和要求
1. 内容：
设计制作一个增益可自动改变交流放大器(e)
①． 放大器增益可在1倍，2倍，3倍，4倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz。
②． 电源采取±5V供电。
③． 经过数码管显示目前放大电路放大倍数，用0，1，2，3表示1倍，2倍，3倍，4倍即可。
④． 对指定任意一个增益进行选择和保持，保持后可返回巡回状态。
2.要求
设计方案标准：功效完整，结构简单，成本较低，个人特色。
布线标准：逻辑清楚，接线牢靠，测试方便，美观大方。

3.器件列表：
名称
大小（数目），名称
电阻
1KΩ（2），2KΩ（2），3KΩ（2），3.9KΩ（1），10KΩ（1），100Ω（1）
电容
10μF（1），1μF（1）
芯片
μA741，4066BP, 555, 74LS138,7400, 74LS160,4049BP，74LS48P
４.整体设计思绪（详见10）：
①．放大器电压增益由反馈电阻控制，所以只要改变反馈电阻就能切换不一样增益范围。
②．增益自动切换，可经过译码器输出信号，控制模拟开关来实现不一样反馈电阻接入。
③．对某一个增益选择，保持通常由芯片地址输入和使能端控制。
④．在进行巡回检测时，其增益切换频率由时钟脉冲决定。
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5.器件选择：
①μA741通用运算放大器 ②4066模拟开关

③555定时器 ④74LS138译码器

⑤和非门 ⑥74LS161计数器

⑦反相器 ⑧集成显示译码器74LS48P

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6.仿真电路：

7.仿真波形：

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8.实际电路：

9.实际波形：
①．一倍波形 ②. 二倍波形

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③．三倍波形 ④.四倍波形

10.电路具体设计思绪

因为需要设计增益可自动改变交流放大器，所以用到741运放和4066BP模拟开关。4066BP模拟开关是用来控制反馈电阻接得到不一样大小增益。
①． 依据741运放芯片功效示意图，741运放7引脚接+5V电源，4引脚-5V电源，3引脚是同相输入端，接入一个大小约为2KΩ电阻，能够起到调整输出波形失真作用。2引脚是反相输出端，用来接反馈电阻，之前接入模拟开关，为实现增益为1，2，3，4倍，所以选择反馈电阻为（实际电路）1KΩ，2KΩ，3KΩ，3.9KΩ，R1为1KΩ，再接入适宜源电压。
②． 依据4066BP芯片功效示意图，14引脚接入+5V电源，7引脚接地，1，2，13；3，4，5；9，6，8；10，11，12分别为四个模拟开关引脚，13，5，6，7分别为控制端，接非门，其它分别为开关两端，一端接反馈电阻。
所以图所表示接线。
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A1
555_VIRTUAL
GND
DIS
OUT
RST
VCC
THR
CON
TRI
C2
10nF
16
U7
74LS160D
QA
14
QB
13
QC
12
QD
11
RCO
15
A
3
B
4
C
5
D
6
ENP
7
ENT
10
~LOAD
9
~CLR
1
CLK
2
VCC
5V
19
VSS
5V
0
20
R9
10.2K
?
-SMT
U8A
7400N
22
17
18
VSS
J1B
Key = A
0
21

5V
R10
10k
?
VCC
0
7
23
C1
100nF
R7
402k
?
R8
300k
?

依据需要设计交流放大器增益可在1倍，2倍，3倍，4倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz。所以选择555定时器和74LS160D计数器，7400和非门。
①． 依据555定时器芯片功效，和震荡频率公式f=0.707*[(R1+2R2)C1]，要使f=1HZ，取R1=51K Ω，R2= 51K Ω，C1=10μf, C2=10pF(保护电容)，引脚1接地，引脚8接+5V电源，参考数电资料图接线，其中R10起到滤波作用。
②． 74LS160D计数器，时钟CLK和数据输入端A,B,C,D,清零~CLR,置数~LOAD，使能端NP、ENT，输出端QA,QB,QC,QD和进位输出RCO.采取清零法，将3，4，5，6，8接地，1接+5V电源，7，10也接电源，在高电平下工作。指定任意一个增益保持，能够在10端接一个开关并接地，当开关闭合时一个增益进行保持，打开时，又可巡回反复。时钟CLK是由555定时器提供1HZ时钟脉冲，实现0000~0011循环，切换频率为1HZ。用到输出端11，12，13，14，组合分别是0000，0001，0010，0011.代表1，2，3，4倍增益。
③． 7400和非门，8引脚接地，16引脚接+5V电源。1，2引脚接74LS160D13，14引脚输出端。3接~LOAD，当输出0011时，和非门跳转重新置数为0000，

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依据设计需要，74LS160D输出分别为0000，0001，0010，0011二进制代码（0，1仅代表高低电平），和控制4066BP模拟开关二进制代码有一定区分，所以需要74LS138D译码器，又因为它在低电平下工作，而模拟开关在高电平下工作
所以又需要4049BD非门。
①．74LS160D引脚3，4，5，8接地，6，16接+5V电源，因为从74LS160D输入前两位全部为0，所以依据译码表，只需将1，2端接到74LS160D13.14端即可，然后12，13，14，15译码输出。其它引脚未用。
②．4049BD非门起到将低电平输入变为高电平输出，依据资料引脚7接地，14接+5V电源，选择内部四个非门对应分别连接。对应分别为，3~12，5~13，7~14，9~15.。非门另一端和4066BP模拟开关控制端相连，对应分别为13~2，5~4，6~6，12~10.

因为要用数码管显示目前放大电路放大倍数，用0，1，2，3表示1倍，2倍，3倍，4倍，所以要用数码管，因为存在译码问题，所以要用74LS48D译码器。
①．74LS48D译码器，依据资料译码输入，对应分别为14~7，13~1，12~2，11~6，3，4，5，16接+5V电源，8接地。依据数字显示需要，依据译码，图连接数码管线路。

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11，实际连接电路思绪
①．用万用表检验面包板完好，线路无短路、断路；
②.整体布局一下芯片位置。
③，连接555模块，参考仿真电路和资料确定连接无误然后进行测试，能够用一个发光二极管测试，看是否一闪一熄，再看波形是否为方波。
④555正确后继续连接74LS160D计数器，7400和非门，数码管，看是否显示0，1，2，3，若正确继续连，若不正确则检验74LS160D计数器，7400和非门，数码管线路是否正确。
⑤检验741运算放大器时，若运放输入输出端（2、3之间）电压为零，符合虚断，则741工作正常；
⑥，全部数字电路芯片全部必需接地（7或8脚），接电源（14或16脚），才能正常工作；
⑦连接用导线管脚长部分比很好，不然轻易造成电路故障。
⑧，整体标准：不要给整机加电，要分级/分模块加电、调试；先局部调试，再整机调试；调试过程及测试数据要具体统计。
12，故障及分析
故障①：555不能产生所需要方波，发光二极管一直亮，不闪烁
原因：产生方波频率太高，肉眼无法分辨二极管闪烁
方法：更换比较大电阻电容
故障②：数码管界限正确，却没有显示
原因：引地线到电源线上和一根导线松动了。
故障③741运放接线正确，也达成虚断条件（741运放2、3脚电压为零），输出波形却只有一个增益
原因：4066未接电源，没有正常工作
方法：将其14脚接5V电源
13.参考资料
《集成电路器件资料》
《电子技术基础（数字部分）》
14，心得体会：
从仿真电路开始我就认为这次模电课程设计不是尤其轻易，需要学习东西很多。所以这次课程设计必需以很认真态度对待，这么才能获益匪浅。
从仿真电路开始前认真看了所需要芯片功效和连接方法，然后花了一个下午时间将仿真电路图连好了。选择公式算出来电阻和电容，
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数码管数字跳动比较快，而实际电路数码管数字跳动则是正常。观察输出波形出不来，又把电路连接看了几遍，发觉运放6引脚虚接了，更正后波形输出正常了。
在试验室实际连接电路时，我其实连了两遍，第一遍连接完了，一测试短路，我检验了两遍，决定放弃这次连接，首先我芯片整体布局存在问题，芯片电源线和接地线搭不到一块去，其次，我用导线管脚全部比较短，轻易造成电路连接不稳，断路。还有连接时候电路混连较多，轻易造成短路。吸收这次教训后，我又将电路重新连了一次，注意了这些问题，有了第一次经验，电路连接也比较快了，面包板能够分为四小块，我将上面作为电源线，下面作为地线，然后统一连接至一条电源线，一条地线上，这么显得清楚方便。第二次连接显然要比第一次好，不过数码管常亮，不跳动，用发光二极管检测555一闪一熄正常，检验输出波形亦正常，最终用发光二极管测试后面连接电路是否加电，后发觉有根导线松动，摁紧后，数码管跳动正常了。不过电路整体测试，波形输出不出来。为找出电路问题，我在试验室呆了两天，还感冒了，不过我认为值，我把问题找到了，首先我一直在运放7引脚测试，应该在6引脚，难怪示波器没有一点输入波形迹象，，我检验时也在7测，只是导通并不能说明什么。当我把这个问题处理后发觉波形出来了，只是波形没改变，可能4066BP模拟开关未工作，一检验，发觉芯片未加电，更正后发觉一切正常了。即使是多个小问题，但自己粗心，不耐心，花了比较多时间才把问题检验出来。自己在这方面确实很欠缺锻炼，不懂很多，不过我相信只要做好充足准备，仔细耐心就没有完成不了任务。
为了找出问题所在，我测试每个引脚输出情况，不过仿佛因为缺乏耐心没有全部测完，把最关键漏了，甚为遗憾，不过不负自己付出，总算把问题处理了。
这次课程设计确实学到很多东西，不管是知识上，还是动手能力方面全部是获益很多，最关键就是自己要主动学习，主动处理问题，仔细，耐心！
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指 导 教 师 意 见
内 容 及 要 求
评 定 等 级
优
良
中
及格
不及格
独立完成全部工作量

课程设计汇报质量

课程设计内容

创新性

出勤率

综合得分

指导老师：
年 月 日