模拟电子技术课程设计任务书(题库)

模拟电子技术课程设计任务书(题库)内容摘要：

版社， 2020 年 5 月 ⑷ 《电子技术课程设计指导》 彭介华编，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑸ 《新编 555 集成电路应用 800 例》 陈永甫编著 电子工业出版社 2020 年 5．设计报告内容要求： ⑴ ．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 ⑵ ．画出框图中的各部分电路，尽量选用各种集成运放和其它模拟集成电路。 对各部 分电路的工作原理应作出说明。 ⑶ ．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 ⑷ ．图用直尺画，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。 ⑸ ．评分依据： ① 设计思路， ②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原 理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正 确。 三、温度测量与控制电路设计 1．设计任务与要求 在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制、调节该系统的温度。 要求： ⑴ 被测温度和控制温度均可数字显示； ⑵ 测量温度为 01200C，精度为 0． 50C； ⑶ 控制温度连续可调，精度 1OC； ⑷ 温度超过额定值时，产生声、光报警信号。 2．总体方案设计 设计思路 （ 1）对温度进行测量、控制并显示，首先必须将温度的度数（非电量）转换成电量， 19 然后采用电子电路实 现题目要求。 可采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送 A/D 转换器变成数字信号，然后进行译码显示。 （ 2）恒温控制：将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压 VREF，用实际测量值 Iv与 VREF进行比较，比较结果（输出状态）自动地控制、调节系统温度。 （ 3）报警部分：设定被控温度对应的最大允许值 Vmax，当系统实际温度达到此对应值Vmax时，发生报警信号。 （ 4）温度显示部分采用转换开关控制，可分别显示系统温度、控制温度对应值 VREF，报警温度对应值 Vmax。 3．参考原理框图 ⑴ 传感器可以采用铂电阻、精密电阻和电位器 1WR 组成测量电桥，电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号，将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤去。 如图3． 1 所示。 在 0oC,调节 1WR ，使显示器显示 0oC。 在 50oC 时，调节放大器的增益（调节电位器 2WR ），使显示器显示 50oC。 注意放大的输出电压不允许大于 A/D 转换器的最大输入电压值。 ⑵ 被测温度信号电压加于比较器（Ⅰ）与控制温度电压 VREF 进行比较，比较结果通过调温控制电路控制执行机构的相应动作，使被控系统升温或降温。 ⑶ 当控制电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度对应值maxV ，用声、光报警电路发出警报，值班人员将采取相应的紧急措施。 ⑷ 开关 S1可分别闭合系统温度、控制温度电压 VREF和报警温度电压 maxV ，通过 A/D 转换器将模拟量转换成数字量，显示器显示出相应的温度数值。 3．参考文献 《发酵罐的温度测量与控制》．电子技术应用． 1990 年第 10 期 ⑴《现代电子学及应用》， 童诗白、徐振英编， 高等教育出版社， 1994 年 ⑵《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社， 2020 年 ⑶《集成电子技术基础教程》，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版社， 2020 年 5 月 ⑷ 《电子技术课程设计指导》 彭介华编，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑸ 《新编 555 集 成电路应用 800 例》 陈永甫编著 电子工业出版社 2020 年 Vmax VREF LED R 被测量控制 系统 温度传感器 放大器 低通滤波器 译码驱动显示电路 A/D 转换器 执行机构 调温控制电路 比较器（ Ⅰ ） 扬声器或蜂鸣器 报警控制电路 比较器（ Ⅱ ） S 20 4．设计报告内容要求： ⑴ ．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 ⑵ ．画出框图中的各部分电路，尽量选用各种集成运放和其它模拟集成电路。 对各部分 电路的工作原理应作出说明。 ⑶ ．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 ⑷ ．图用直尺画，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。 ⑸ ．评分依据： ① 设计思路， ②单元电路正确与否，③整体电路是否完整， ④电路原理 说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。 四、三极管 β 值数显式测量电路设计 说明：三极管电流放大系数 β 可用晶体管特性图示仪测量，但存在读数不直观和误差大等缺点。 本题要求制作的三极管 β 值数显式测量电路用数码管和发光二极管显示出被测二极管的 β 值，从而读数直观，误差较小。 1．设计任务和要求 ⑴ 可测量 NPN 硅三极管的直流电流放大系数β值（设β 200）。 测试条件如下： ① ,10 AIB  允许误差为177。 2%。 ② VVV CE 1614  ，且对于不同β值的三极管， CEV 的值基本不变。 ⑵ 该测量电路制作好后，在测试过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。 ⑶ 用二只 LED 数码管和一只发光二极管构成数字显示器。 发光二极管用来显示最高位，它的亮状态和暗状态分别代表“ 1”和“ 0”，二只数码管分别用来显示拾位和个位，即数字显示器可显示不超过 199 的正整数和零。 ⑷ 测量电路应设有 E、 B 和 C 三个插孔。 当被测管插入插孔后，打开电源，显示器 应自动显示出被测三极管的β值，响应时间不超过两秒钟。 ⑸ 在温度不变（ 200C）的条件下，本测量电路的误差之绝对值不超过 11005 N ，这里的 N 是数字显示器的读数。 ⑹ 数字显示器所显示的数字应当清晰，稳定、可靠。 ⑴ 清华大学电子学教研室编，童诗白主编：《模拟电子技术基础》，第二版，高教出版 社， 1988 年，第九章的附录 9A。 21 ⑵《现代电子学及应用》， 童诗白、徐振英编， 高等教育出版社 ， 1994 年 ⑶《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社， 2020 年 ⑷《集成电子基础教程》，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版社， 2020 年 5 月 ⑸ 《电子技术课程设计指导》 彭介华编，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑹ 新编 555 集成电路应用 800 例》 陈永甫编著 电子工业出版社 2020 年 3．设计报告内容要求： ⑴ ．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 ⑵ ．画出框图中的各部分电路，尽量选用各种集成运放和其它模拟集成电路。 对各部分 电路的工作原理应作出说明。 ⑶ ．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 ⑷ ．图用直尺画，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。 ⑸ ．评分依据： ① 设计思路， ②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原理 说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。 五、函数信号发生器设计 1．设计任务与要求 ⑴ 设计并制作能产生正弦波、矩形波（方波）和三角波（锯齿波）的函数发生器， 本信号发生器可以考 虑用专用集成芯片（如 5G8038 等）为核心实现。 ⑵ 信号频率范围： 1Hz∽ 100kHz； ⑶ 频率控制方式： ① 手控 通过改变 RC 参数实现； ② 键控 通过改变控制电压实现； ③ 为能方便地实现频率调节，建议将频率分档； ⑷ 输出波形要求 ① 方波 上升沿和下降沿时间不得超过 200nS，占空比在 48%∽ 50%之间； ② 非线性误差≤ 2%； ③ 正弦波 谐波失真度≤ 2%； ⑸ 输出信号幅度范围： 0∽ 20V； ⑹ 信号源输出阻抗：≤ 1Ω； ⑺ 应具有输出过载保护功能； ⑻ 具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能。 2．参考资料 ⑴ 卢炽宝、赫鸿安编， 5G8038 单片精密函数波形发生器，上海元件五厂《晶峰器件 应用》 ⑵《现代电子学及应用》， 童诗白、徐振英编， 高等教育出版社， 1994 年 ⑶《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社， 2020 年 ⑷《集成电子技术基础教程》，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版 社， 2020 年 5 月 ⑸ 《电子技术课程设计指导》 彭介华编，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑹ 〈新编 555 集成电路应用 800 例》 陈永甫编著 电子工业出版社 2020 年 3．设计报告内容要求： ⑴ ．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 ⑵ ．画出框图中的各部分电路，尽量选用各种集成运放和其它模拟集成电路。 对各部 分电路的工作原理应作出说明。 ⑶ ．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 ⑷ ．图用直尺画 ，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。 ⑸ ．评分依据： ① 设计思路， ②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原 理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。 22 六 、设计一个自动量测啤酒等液体灌装流水线上成品瓶数的装置。 1．功能与要求 要求手控启动后从 0 开始由 LED 数码管显示其动态值。 在灌装生产线上，从灌装机出来的成品瓶是“排着队“立在传送带上的，并由传送带移动到包装处。 要量测传送带不断移动的玻璃瓶数，只要在靠近传送带边缘的外面选 一个统计点，过一个瓶，产生一个计数信号，使计数器作加 1 计数。 由于玻璃瓶在传送带上的位置有随机性，因此靠接触式传感器产生计数信号比较困难。 比较方便的方法是采用光电转换。 在传送带两侧外面分别设置发光电路和光电转换，当瓶子移过发光器件和光接收器件间的光束时，由于瓶子的档光作用，使接收到的光强发生变化，从而使光电转换电路输出一个电压变化量 u。 检测点每过一个瓶子，就会产生一次 u ，把这个电压变化量放大、整形，就能形成计数脉冲。 要克 服下面问题： ⑴ 发送距离的问题； ⑵ 背景光的问题，克服误计数问题； ⑶ 瓶子抖动，产生重复计数问题； 2．参考书 ⑴《现代电子学及应用》， 童诗白、徐振英编， 高等教育出版社， 1994 年 ⑵《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社， 2020 年 ⑶《集成电子基础教程》，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版社， 2020 年 5 月 ⑷ 《电子技术课程设计指导》 彭介华编，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑸ 《新编 555 集成电路应用 800 例》 陈永甫编著 电子工业出版社 2020 年 3．设计报告内容要求： ⑴ ．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 ⑵ ．画出框图中的各部分电路，尽量选用各种集成运放和其它模拟集成电路。 对各部分 电路的工作原理应作出说明。 ⑶ ．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 ⑷ ．图用直尺画，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。 ⑸ ．评分依据： ① 设计思路， ②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原理 说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥ 答辩过程中回答问题是否基本正确。 七 、数控直流稳压电源设计 设计一个数控直流稳压电源 1．功能与主要技术指标 ⑴ 输出电压： 0∽ 9． 9V 步进可调，调整步距 0． 1； V ⑵ 输出电流：≤ 500mA； ⑶ 精 度：静态误差≤ 1%FSR，纹波≤ 10mV；。