模電課程設(shè)計(信號波形的產(chǎn)生與濾波電路的設(shè)計)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要 ..................................................................2</p><p>　　Abstract ...............................................................

2、3</p><p>　　緒論 .........................................................4</p><p>　　1.1 緒論 ............................................................4</p><p>　　1.2 設(shè)計內(nèi)容以及任務(wù) .

3、..................................................4</p><p>　　第二章 信號發(fā)生器與濾波器原理設(shè)計 .....................................5</p><p>　　2.1 集成運放LM324簡介 ...............................................

4、...6</p><p>　　2.2 二階帶通濾波器的設(shè)計 ..............................................6</p><p>　　2.3 方波產(chǎn)生電路設(shè)計參數(shù)分析與計算 ..................................6</p><p>　　第三章 調(diào)試結(jié)果與分析 .....

5、.............................8</p><p>　　3.1調(diào)試內(nèi)容.......................................9</p><p>　　3.2調(diào)試方法………………..10</p><p>　　3.3 電源設(shè)計參數(shù)分析與計算 .....................................

6、....10</p><p>　　3.4調(diào)試的結(jié)果. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 10</p><p>　　心得體會 .............................................................10</p><p>　　參考文獻

7、 .............................................................10</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在《模擬電子技術(shù)》的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，針對課程要求，設(shè)計一個中心頻率為10KHZ的多重反饋有源濾波電路，本電路由電阻、電容、放大器組成，該濾波器阻止了低于50KHZ和高于2000KH

8、Z的頻率通過，該濾波器屬于有源濾波器，由有源元件和無源元件組成，設(shè)計用到了LM324集成運放，</p><p>　　它可接單電源（3~30V）使用，也可以接雙電源（+_1.5~+_15V）不需要調(diào)零。利用虛短和虛斷的概念計算出符合要求的元件參數(shù)，通過multisim11.0仿真調(diào)整參數(shù)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：lm324 中心頻率 multisim11.0</p>

9、<p><b>　　abstract</b></p><p>　　In "the analog electronic technology" study, based on the course requirements, design a center frequency for 10 KHZ multiple feedback active filter

10、circuit this circuit, by resistor, capacitor, amplifier composition, this filter stopped to less than 50 KHZ and higher than 2000 KHZ frequency through the filter, belong to active filter, the active components and passi

11、ve components, design the use of the LM324 integrated op-amp, </p><p>　　It may meet single power (3 ~ 30 V) use, also may receive double power supply (+ _1. 5 ~ + _15V) don't need for zero. Using virtual

12、 short and the concept of virtual broken calculated to meet the requirements of device parameters, through the multisim11.0 simulation parameters adjustment. </p><p>　　Key words: lm324 multisim11.0 cente

13、r frequency </p><p><b>　　第一章 緒論 </b></p><p>　　1.1本課程設(shè)計目的和基本任務(wù)</p><p>　　本課程設(shè)計是《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，在學(xué)習(xí)完《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程之后，集中安排的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是對學(xué)生綜合運用電子技術(shù)知識能力和實際動手能力地培養(yǎng)。通過本設(shè)計可以達到以下設(shè)計目的：&l

14、t;/p><p>　　1.1.1 全面鞏固課堂所學(xué)的理論知識</p><p>　　1.1.2 熟悉電子產(chǎn)品的初步設(shè)計程序和設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　1.1.3 鍛煉學(xué)生快速完成一項電子產(chǎn)品的能力</p><p>　　1.1.4培養(yǎng)團隊合作精神</p><p>　　本設(shè)計的任務(wù)是在一周時間內(nèi)完成一套電子產(chǎn)品，要求從接受任

15、務(wù)、查找資料至完成任務(wù)并成功通過設(shè)計答辯的全過程均以小組合作方式完成。由于時間短、任務(wù)重、又是每組一套，要求互不雷同，各有特色，因此對學(xué)生的壓力大，收獲也大。</p><p>　　1.2對本課程設(shè)計的基本要求</p><p>　　1.2.1 熟練掌握設(shè)計中所用到的各單元電路如：振蕩器的基本原理，波形分析，并對典型電路進行主要參數(shù)計算、計算器件和數(shù)碼顯示驅(qū)動環(huán)節(jié)設(shè)計、數(shù)據(jù)選擇器運用等<

16、/p><p>　　1.2.2 在老師的指導(dǎo)下完成教材以外綜合知識的學(xué)習(xí)和運用</p><p>　　1.2.3 經(jīng)過自己的充分努力交上一份飽含辛苦努力和喜悅滿意的電子技術(shù)課程設(shè)計說明書。</p><p><b>　　1.3</b></p><p><b>　　1.3.1 內(nèi)容：</b></p>

17、<p>　　1.3.1.1 了解信號波形的產(chǎn)生與濾波電路的基本工作原理</p><p>　　1.3.1.2 完成信號波形的產(chǎn)生與濾波電路</p><p>　　設(shè)計并分析計算單元電路，對元器件進行選型。</p><p>　　1.3.1.3 繪制信號波形的產(chǎn)生與濾波電路電路圖</p><p>　　1.1.3.4 組裝、調(diào)試濾波電路&

18、lt;/p><p>　　1.1.3.5 進行實物檢查、設(shè)計答辯并完成設(shè)計報告</p><p><b>　　1.3.2要求：</b></p><p>　　1.3..2.1 在教師指導(dǎo)下完成信號波形的產(chǎn)生與濾波電路設(shè)計</p><p>　　1.3.2.2 組裝、調(diào)試信號波形的產(chǎn)生與濾波電路</p><p>

19、;　　1.3.2.3 按指導(dǎo)老師要求撰寫課程設(shè)計報告，畫出完整的電路圖。</p><p>　　第二章 信號發(fā)生器與帶通濾波器理論設(shè)計</p><p>　　2.1集成運放lm324的簡介：</p><p>　　LM324是四運放集成電路，它采用十四腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器, 除電源共用外,四組運放相互獨立。每一組運算

20、放大器可用圖所示的符號來表示,它有5個引出腳,其中“+”、“-”為兩個信號輸入端,“V+”、“V-” 為正、負電源端,“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中,Vi-（-）為反相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反;Vi+（+）為同相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的 引腳排列見圖</p><p>　　由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗小,可單電源使用,價

21、格低廉等優(yōu)點,因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。</p><p>　　2.2 二階帶通濾波器的設(shè)計</p><p>　　2.2.1 理論電路圖及其參數(shù)計算</p><p>　　圖中R1與C2組成低通濾波電路，R2與C1組成高通濾波電路，A、R4和R5組成同相比例放大器，三者共同組成具有放大作用的二階有源帶通濾波器。</p><p>　　參數(shù)選擇：中

22、心角頻率為ω0或f0,對應(yīng)的增益為帶寬或。品質(zhì)因素，Q值越高，濾波器的選擇性越好，衰減速率越高（一般取）。根據(jù)中心頻率為10KHZ，取C1=C2=0.3nF，R5=R4，Q=5，可以查表計算得到R1=265K，R2=80.6K，R3=40.2K。通過multisim仿真，輸入10KHZ方波信號之后，得到結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致。</p><p>　　2.3方波產(chǎn)生電路設(shè)計參數(shù)分析與計算</p><p

23、>　　如圖3-1為方波產(chǎn)生電路圖，在遲滯比較器的基礎(chǔ)上，將電阻R3以及電位器R4和電容C1接在集成運放反向端，通過電容的不斷充放電過程，輸出Vo產(chǎn)生振蕩，輸出矩形波。 </p><p>　　圖3-1 方波產(chǎn)生電路</p><p>　　根據(jù)一階RC電路的三要素法，可以求出振蕩角頻率，所以振蕩頻率也可以算出了，即。因此根據(jù)這個公式，選定參數(shù)：為使振蕩周期計算方便，選取R1與R2正好滿足，

24、選取電容C1為2.5nF,可求出，選用一個電阻R3一個電位器R4，實現(xiàn)中心頻率10KHZ可調(diào)。經(jīng)過multisim仿真實際結(jié)果與理論大體一致。</p><p>　　2.4 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計</p><p>　　2.4.1 設(shè)計原理分析</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源是設(shè)計中最基本和最常用的器件之一，它作為電源，可保證設(shè)備的正常運行，一般有變壓器、整流電路、濾波電

25、路和穩(wěn)壓電路組成。流程圖如下</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　1）整流的作用：電路中有四個二極管，接成電橋的形式，利用二極管的單向?qū)щ娦?，將政府交替的交流電壓整流成單方的脈動電壓。</p><p>　　主要參數(shù)的計算：直流電壓 V0=0.9V2</p><p>　　直流電流 I0=U0/Rl=0.9U

26、2/R</p><p>　　選管原則：根據(jù)二極管的電流ID和二極管所能受的最大反向峰值電壓進行選擇</p><p>　　2）濾波電路的原理 脈動的直流，當(dāng)輸入電壓高于電容的電壓時，電容充電，而當(dāng)輸入電壓低于電容的電壓時，電容會對輸出負載放電，使輸出不會隨電壓低而低，減少下降幅度，從而減少輸出電壓的波動，使波紋平直。</p><p>　　3）穩(wěn)壓電路的工作原理及電路

27、圖</p><p>　　壓器原副線圈匝數(shù)比為n1:n2=250:1。整流橋采用的是MDA3502。</p><p><b>　　調(diào)試結(jié)果與分析</b></p><p><b>　　3.1. 測試內(nèi)容</b></p><p>　　1.方波產(chǎn)生電路中產(chǎn)生的方波的頻率和幅值。</p><

28、;p>　　2.方波經(jīng)過濾波電路之后的波形，頻率以及幅值。</p><p>　　3.電源電路提供的直流穩(wěn)壓電源是否穩(wěn)定。</p><p><b>　　3.2 測試方法</b></p><p>　　由于本次課程設(shè)計所做實物圖只是濾波部分，而且我這次設(shè)計的濾波電路也不是老是提供的電路圖。因此，本次測試都是在仿真軟件multisim上進行理論測試

29、與分析。 </p><p>　　3.3測試結(jié)果與分析 </p><p>　　3.4方波產(chǎn)生電路仿真結(jié)果：</p><p>　　圖4-2-1 方波產(chǎn)生圖形</p><p>　　由圖可知，方波的峰峰值為Vp_p=9.243V，周期T=100us,即中心頻率f0=10KHZ ,滿足設(shè)計要求。</p><p>　　3.5濾

30、波電路仿真結(jié)果：</p><p>　　圖4-2-2-1 濾波之后的波形與方波的對比</p><p><b>　　3.6心得體會</b></p><p>　　這次設(shè)計的結(jié)果主要是以模擬形式體現(xiàn)出來，多數(shù)操作須在仿真軟件上完成，雖然比較枯燥，但鍛煉了自己的動手能力和獨立思考的能力。在這里要感謝戴老師以及其他老師的殷勤輔導(dǎo)，讓我們從這次設(shè)計中收獲了

31、不少，特別是在怎發(fā)現(xiàn)問題和解決問題方面，對我們以后的學(xué)習(xí)有很大的幫助！！</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 康華光 高教出版社</p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華 高教出版社</p><p>　　《電子線路設(shè)計、實驗與測試》 謝自美 華中科技大學(xué)<