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：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。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。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。关键训练器件选择和匹配，调试方法和技巧。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) 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。 电源采取5V供电。 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。 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1K（2），2K（2），3K（2），3.9K（1），10K（1），100（1）电容10F（1），1F（1）芯片A741，4066BP, 555, 74LS138,7400, 74LS160,4049BP，74LS48P.整体设计思绪（详见10）：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。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。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。在进行巡回检测时，其增益切换频率由时钟脉冲决定。课 程 设 计 报 告5.器件选择：A741通用运算放大器 4066模拟开关 555定时器 74LS138译码器 和非门 74LS161计数器 反相器 集成显示译码器74LS48P 课 程 设 计 报 告6.仿真电路：7.仿真波形：课 程 设 计 报 告8.实际电路：9.实际波形：一倍波形 . 二倍波形 课 程 设 计 报 告三倍波形 .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。 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2K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）1K，2K，3K，3.9K，R1为1K，再接入适宜源电压。 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。课 程 设 计 报 告A1555_VIRTUALGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIC210nF16U774LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2VCC5V19VSS5V020R910.2K?-SMTU8A7400N221718VSSJ1BKey = A 0215VR1010k?VCC0723C1100nFR7402k?R8300k?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。 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 ，R2= 51K ，C1=10f, 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。 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00000011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。 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，课 程 设 计 报 告依据设计需要，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。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。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，312，513，714，915.。非门另一端和4066BP模拟开关控制端相连，对应分别为132，54，66，1210.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。74LS48D译码器，依据资料译码输入，对应分别为147，131，122，116，3，4，5，16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。课 程 设 计 报 告11，实际连接电路思绪用万用表检验面包板完好，线路无短路、断路；.整体布局一下芯片位置。，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。555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。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；，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；连接用导线管脚长部分比很好，不然轻易造成电路故障。，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：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：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741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，课 程 设 计 报 告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！课 程 设 计 报 告指 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