模电课程设计_模电课程设计图文

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模电课程设计

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模电课程设计

前言

课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。学习完了模电，我们要通过不断的实践来学习模电的专业知识，应用所学的知识，要通过仿真，来实际的真切的掌握模电这门课程在实际中的意义。本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、调试等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决问题的能力。作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。

一．设计任务和要求

1.设计任务

1.1单管放大电路分析 按图绘制电路原理图 1.2带阻滤波器

（1）设计一个双T型带阻滤波器，要求中心频率fo870Hz。（2）绘制电路图，其中运算放大器可以使用μa741。μa741的4管脚接V-=–15V，7管脚接V+ =+15V； 2.设计要求（即需要解决的问题）

2.1单管放大电路分析

（1）利用示波器观察电路的输入、输出波形，读取波形峰值粗略估算放大倍数，并与（3）中的放大倍数作比较；

（2）静态工作点分析，求取IBQ，ICQ，UCEQ；说明电阻RB1，RB2，RC的阻值变化以及电容的容值变化对电路的影响（包括对放大倍数、动态输出范围、输出波形等的影响，），试分析其原因；

（3）分析该电路在正弦交流小信号下的对数频率响应曲线。并分别求出上限截至频率fH和下限截至频率fL，以及放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。频率变化范围1Hz~10GHz，增量10Hz。2.2带阻滤波器

（1）进行交流扫描分析。

（2）分析电阻对中心频率fo的影响

（3）分析Q值对阻带宽度的影响

二、问题分析 2.1问题的重要性分析

通过对模电课程的学习，熟悉在放大电路中静态与动态的工作点，与其放大电路中出现的上下限截止频率，及其频带宽度，与输出，输入电路的细致学习。自己设计一个双T型带阻滤波器。再通过NI Multisim11的详细的学习，了解模电的详细的过程。

2.2问题的思路分析

对于第一题：只需按图绘制原理图，并按步骤操作即可；

对于第二题：关键是原理图的设计和参数的设置，完了后按题目要求逐步向下做即可。

三．题目的原理及操作步骤

3.1题目一的操作步骤（1）放置元器件。

（2）找到对应的元件库，可按要求型号选择各元器件并放置在图纸中。选电容器时，注意普通电容与电解电容的区别。此例中需使用电解电容。选接地，要选Ground（绝对地）不能选DGND（数字地）。（3）按照原理图中元件的位置，将各元器件摆放好。（4）改变参数值使其满足题目要求，连好线。

（5）利用示波器观察输入输出信号：点击菜单栏上的“船形开关”或绿色的三角形按钮，打开电源。

（6）点击“Reverse”按钮，可转换窗口背景色。

（7）共射放大电路的静态分析：利用“Add”按钮增加需要分析的电流电压值；需要经过计算才能得到的值，可用“Add expreion”来编写公式。按下“Simulate”可得分析结果。（8）拖动鼠标观察输入输出波形的峰值，并粗略计算电压放大倍数。（9）共射放大电路的动态分析：设置横纵坐标分析计算电压放大倍数，电压放大倍数的频率特性，找出电压放大倍数，找出上下线截止频率和频带宽，求输入、输出电阻。3.2题目二的原理及分析

滤波器是一种只传输指定频段信号，抑制其它频段信号的电路。滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种：

如图1（a）所示，这种电路的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过（或受到很大衰减或抑制），而在其余频率范围，信号则能顺利通过。在双T网络后加一级同相比例运算电路就构成了基本的二阶有源BEF。

(a)电路图(b)频率特性

电路性能参数:通带增益 A0=1+1Rb 中心频率 f0

2RCRa带阻宽度fBWfHfLf0/Q 品质因数Q电路的传输函数：

2(2A0)Uo(s)A0[1(sRC)2]A0(s202)A(s)=Ui(s)12(2A0)RCs(sRC)2s20s20Q当|A|=0.707A0时，可求得滤波器的上，下限截止频率：

fHf0f(14Q21)fL0(14Q21)2Q2Q四．问题的求解

问题一的求解 4.1连接线路图：

实现电路的静态与动态电路的分析。如下原理图

4.2用示波器观察输入与输出信号的波形并估算放大倍数。

A为输10mv/div则峰值为9.997mv B为输出则峰值为725.221Mv，则放大倍数为72.543而下面分析计算出的放大倍数为79.0695，估算的稍微小点。且输入与输出满足反向关系。4.3静态工作点分析结果。

输出电流IQ（IC）=737.24778uA, IQ（IB）=5.59439uA,I(RC)=737.4671uA, 电压U(BE)=V1-V2=723.71085mV, U(CE)=V3-V2=6.53151V 二．动态工作分析状态

1.电压放大倍数的频率特性及放大倍数。

动态分析 电压放大倍数频率特性 则放大倍数为79.0695倍 2.电路中的上下限截止频率和频带宽

0.707Au0.70779.069555.902V fH9.2415MHzfL38.2280HzfBWfHfL9.24146MHz

UCEQUCES),2ICQR动态输出范围Uoppmin2(C

增大改变旁路CE对下限截止频率fL影响大，射极容值不够会使放大倍数Au很小 3.求输入电阻

输入电阻 RiR1R24.09114.1478k4.11945k 224.输出电阻的原理图

5.输出电阻的分析情况

输出电阻 R4.1170k

o问题二的求解 1.原理图 RC=12f01.82936 故取R18.29C10uF

2.幅频及相频图

由图知f0876.553Hz 与题目要求相差不大，可认为满足题意 增益为-36.241dB 相位角为141.994Deg.3.利用示波器观察输入输出信号波形并估算其放大倍数

估算其放大倍数As=9.889mV4.3

2.294mV

4.找出上下线截止频率和频带宽 由图fH1.8308kHzfL423.0848HzfBWfHfL1.4077kHz 5改了双T的电阻 将电阻R18.29改为R40幅频特性如下

中心频率f0419.061Hz 增益为-36.241dB 相位角为87.646Deg.由此可见电阻R变大电容C不变，滤波器的中心频率f0变小。

6.改变了影响Q的电阻值（如下）

A0=1+RbR11123 Q RaR12(2A0)2fH1.9736kHzfL364.0613HzfBWfHfL1.6095kHz1.4077kHz

所以Q减小，频带宽度变大；Q值越大，通频带越窄。五．实验的误差分析

5.1双T电路中的电阻值用了计算出的18.29而元件库里没有该阻值的电阻，应用与他最接近的18.2 5.2示波器太灵敏，垂直光标不拉到所需参数的精确位置造成误差。六．实验心得（总结）

通过对模电的实践性的学习，让我们更深刻的掌握了运用NI Multisim11软件来操作动静态电路问题，掌握在中频段电路的工作方式。利用公式法设计有源二阶带阻滤波器。我查了课本和资料找到了解决问题的方法，用了波特图对带阻滤波器进行了扫描分析，培养解决问题的能力，积累设计经验，使我获得很多，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在论文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我可能会记住很多的书本知识，但是通过课程设计，学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。对所学知识有了更深的认识和体会。

对于出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就打退堂鼓，只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。

在设计电路过程中，理论知识很重要，理论知识决定了设计的方法，设计电路的成败。所以需要查找很多资料，需要足够的耐心、细调试的过程中要有平和的心态，遇见问题是非常正常的，要做的就是多做比较和分析，逐步的排除可能的原因，要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”，这样最后一定能调试成功。