模拟电路课程设计指导书_课程设计模拟电路

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《模拟电路课程设计》指导书

一、模拟电路课程设计的基本任务

《模拟电路课程设计》是在“电子技术基础”课程之后，集中安排的重要实践性教学环节。学生运用所学的知识，动脑又动手，在教师指导下，结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验，培养和提高分析、解决实际电路问题的能力。它是高等学校电子工程类专业的学生必须进行的一种综合性训练。从课程设计的任务出发，应当通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：

（1）巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。

（2）培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

（3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

（4）掌握常用的仪器、设备的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法，提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。

（5）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计 任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。（6）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产 观点、经济观点和全局观点。

课程设计的任务一般是让学生设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。需要学生综合运用“电子技术基础”课程的知识，通过调查研究、查阅资料、方案论证与选定；设计和选取电路及元器件；组装和调试电路，测试指标及分析讨论，完成设计任务。

二、课程设计的教学方法

模拟电路课程设计作为集中实践性教学环节，应着重提高学生的自学能力，独立分析、解决问题的能力和动手进行电路实验的能力。

为了培养学生自学能力，对于课上已学过的基本知识，教师不必重复讲解。只需根据设计任务提出参考书目，让学生自学就可以了。对于设计或实验中可能碰到的重点、难点，只要通过典型分析和讲解，启发学生的思路和自学的方法，以便达到举一反三的作用。设计中还要教给学生查阅资料、使用工具书的方法，让他们遇到问题时，不是立刻找老师，而是通过独立思考，查阅资料和书籍，自己寻找答案。

提高学生独立分析、解决问题的能力，必须为学生提供在设计实践中自己锻炼的机会和条件。引导学生自主学习和钻研问题，明确设计要求，找出实现要求的方法。鼓励学生开动脑筋、大胆探索，发挥主动性和创造性。在时间安排上要留有余地，保证学生有条件独立地解决设计和实验中的问题。同时，要采用经验交流、集体讨论、课题报告等形式，互相启发、集思广益。

要提高动手实验的能力，关键是启发学生把动脑和动手结合起来。安排实验不再由教师包办代替，而由学生按照需要自己拟定实验内容和操作步骤：自选仪器、设备，独立测试和记录，并对实验结果作出分析、处理。教师主要做好审查、把关的工作，并且帮助学生处理疑难问题。学生从设计、计算、选择元器件开始，直到做出合格的电路，始终由自己动手完成，有利于增长实践的能力。

强调课程设计以学生自学为主，独立完成设计任务，并不是降低教师的作用。相反，对教师的教学提出了更高的要求。教师要树立“以学生为中心’的思想，为学生做好各种服务；要熟练掌握设计中的重点、难点，发挥教师的主导作用；在教学方法上既不能包办代替，又不能撒手不管，任其自流。应注意按照学生的基础和能力的差别提出不同的要求，做到因材施教同时还要注意对学生的全面训练，教书又教人，使学生业务和思想双丰收。

三、电子电路一般设计方法

电子电路种类很多，设计方法也不尽相同，尤其是随着集成电路的迅速发展，各种专用功能的新型器件大量涌现，使电路设计工作发生了巨大的变革。原始的分立元件电路的设计方法，已渐渐被集成块直接组装所取代。所以，要求设计者应把精力从单元电路的设计与计算，转移到整体方案的设计上来，不断熟悉各种集成电路的性能、指标，根据总体要求恰当选取集成器件，合理地进行连接实验，完成总体的系统设计。

四、电子电路的一般设计过程

由于电子电路种类繁多，使得电路的设计过程和步骤也不完全相同。不过多数情况下，还是有共同的规律可遵循。一般来说，对于简单的电子电路装置的设计步骤大体如图1.1.1所示。其中包括：选定总体方案与框图；分析单元电路的功能；选择器件与参数计算；画出并设计总体电路图；电路的安装与调试；确定实际的总体电路等。下面概要介绍各个步骤的主要工作。①选定总体方案与框图

根据设计任务、指标要求和给定的条件，分析所要设计的电路应该完成的功能，并将总体功能分解成若干单项的功能，分清主次和相互的关系，形成若干单元功能块组成的总体方案。该方案可以有多个，需要通过实际的调查研究、查阅有关资料和集体讨论等方式，着重从方案能否满足要求、构成是否简单、实现是否经济可行等方面，对几个方案进行比较和论证，择优选取。对选取的方案，常用方块图的形式表示出来。注意每个方块尽可能是完成某一种功能的单元电路，尤其是关键的功能块的作用与功能一定要表达清楚。还要表示出它们各自的作用和相互之间的关系，注明信息的走向和制约关系。

②分析单元电路的功能

任何复杂的电子电路装置和设备，都是由若干具有简单功能的单元电路组成的。总体方案的每个方块，往往是由一个主要单元电路组成的，它的性能指标也比较单一。在明确每个单元电路的技术指标的前提下，要分析清楚各个单元电路的工作原理，设计出各单元电路的结构形式。要利用过去学过的或熟悉的单元电路，也要善于通过查阅资料、分析研究一些新型电路，开发利用一些新型器件。各单元电路之间要注意在外部条件、元器件使用、连接关系等方面的相互配合，尽可能减少元件的类型、电子转换和接口电路，以保证电路简单、工作可靠、经济实用。各单元电路拟定之后，应全面地检查一遍，看每个单元各自的功能是否能实现，信息是否能畅通，总体功能是否满足要求。如果存在问题，还要针对问题作局部调整。

③选择器件与多数计算

单元电路确定之后，根据其工作原理和所要实现的功能，首先要选择在性能上能满足要求的集成器件。所选集成器件最好完全满足单元电路的要求。当然在多数情况下集成器件只能完成部分功能，或者需要同其他集成器件和电子元器件组合起来组成所需的单元电路。这里需灵活运用过去学过的知识，也需要十分熟悉各种集成电路的性能和指标，注意对新型器件的开发和利用。

经常会出现这种情况，在花费了许多工夫之后仍然选不到合适的电路，或者性能指标达不到要求，或者电路太复杂实现十分困难。这就需要对总体方案作修正或改进，调整某些功能方块的分工和指标要求。可见，电路设计中有时要经过这样多次的反复修正和完善。

每个单元电路的结构、形式确定之后，需对影响技术指标和参数的元器件进行计算。这种计算有的需根据电路理论的有关公式、有的按照工程估算方法，还有的需要用经验数据。用计算方法得到的器件参数，还要按照元器件的标称值选取实用的元器件。④画出预设计总体电路图

根据单元电路的设计、计算与元器件选取的结果，画出预设计的总体电路图。总体电路图应当包括总体电路原理图和实际元器件的接线图。需要制作出实用装置的题目，还要做出印刷电路板的工艺设计。

总体电路图应按元器件国标或部标的规定以及电路图的规范画出。图中要注意信号输入和输出的流向，通常信号流向是从左至右或从上至下，各单元电路也应尽可能按此规律排列，同时要注意布局合理。

总体电路图尽可能画在一张图纸上。如果电路比较复杂，应当把主电路画在一张图纸上，而把一些比较独立或次要的单元电路画在另一张或几张图纸上，但要标明相互的连接关系。所有的连接线要“横平、竖直”，相连的交叉线要在交点上用圆点标出。电源线和地线尽可能统一，并标出电源电压数值。

总体电路图画出之后，还要进行认真的审查。检查总体电路是否满足方案的要求，单元电路是否齐备；每个单元电路的工作原理是否正确，能否实现各自的功能；各单元电路之间的连接有无问题，电平和时序是否合适；图中标注的元器件型号、管脚、参数值等是否正确等。这种审查十分重要，以防在安装、调试中损坏器件。

⑤电路的安装与调试

电路的安装与调试是完成课程设计的重要环节。它是把理论设计付诸实践，制做出符合设计要求的实际电路的过程。安装与调试为学生创造了一个动脑又动手，独立开展电路实验的机会。要求学生掌握电子电路的基本制作工艺和操作技

能，运用实验的手段检验理论设计中的问题，运用学过的知识指导电路调试和检测工作，使理论与实际有机地结合起来，提高分析解决电路实际问题的能力。课程设计的电路安装，应根据题目的要求和教学条件，可以制作出实际的电子电路装置，也可以利用实验箱完成电路。前者还需要考虑电路的布局、制作专门的印刷电路板、焊接和组装电路等，这里不再详细讨论。

由于多种实际因素的影响，原来的理论设计可能要作修改，原来选择的元器件需要调整或改变参数，有时还需要增加一些电路或器件，以保证电路能稳定地工作。因此，调试之后很可能要对前面“选择器件和参数计算”一步中所确定的方案再作修改，最后完成实际的总体电路。

⑥确定实际的总体电路

通过电路调试和技术指标的检测，达到了预期的设计要求，即可确定所要设计的总体电路，并画出实际的总体电路图。按规定还要列出所用的元器件名细表。

课程设计还要求学生对设计的全过程作出系统的总结，写出设计报告。

五、设计内容

任课教师可在下列课题中任选一题指导学生完成。

课题1 直流稳压电源 设计要求：

（1）直流输出电压调节范围：1.25~15V。（2）固定电压输出：±5V（3）

输出电流：≤1A。（4）

电网电压允许波动±15%。（5）

电源内阻ro＜0.5Ω。（6）

稳压系数Sr＜0.2。（7）要求有电源指示。课题2 阻容耦合单级放大器 已知条件：

Vcc=12V，RL=3K，Vi=10mV, Rs=600欧 设计要求：

Av>40,Ri>1K,Ro100kHz.课题3 具有恒流源的差分放大电路的设计 已知条件：

Vcc=12V，VEE=-12V,Vid=20mV,RL=20K，Vi=10mV, Rs=600欧 设计要求：

Rid>10K,AVD>15,KCMR>50dB 实验课题4：信号发生器设计

已知条件

运放

性能指标要求

频率范围

100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；输出电压

方波21V

方波tr＜30s(1kHz，最大输出时)，三角波△＜2%。课题5 功率放大器 已知条件：

Vcc=12V，VEE=-12V,RL=8欧，Vi=200mV 设计要求：

Po≥2W,

六、设计日程安排

第一天上午：课堂教学

4学时

第一天下午和第二天：学生查阅资料、设计方案、画设计电路图，并采购元器件。

第三、四、五天：学生安装电路、调试、故障排除。电路达到设计要求后由指导教师验收，并写出设计报告。

七、内容考核办法

本课程设计安装工艺和设计报告分开计分，成绩档次为优、良、中、合格和不合格五档。设计成功并写出设计报告者，为合格。视情况好坏，依次打出成绩。设计达到或超过要求并写出设计报告，可得优秀。