电子技术课程设计报告

电子技术

课程设计报告班级：xx

姓名：xx

学号：xx

指导教师：x

开课时间:x至x学年第x学期

目录

秒表数码显示电路数字秒表电路设计

音频小信号前置放大电路设计

信号发生器设计

频率计设计

红外线控制自动水龙头

一、课程设计的目的

1、熟悉电子技术的运用，掌握数字电子技术和模拟电子技术的实际运用

2、熟练掌握Multisim的操作，用来仿真模拟的电子线路并得到运行结果，以待进一步改进

3、将所学到的知识与实际更好地结合，熟练的在实际中运用

二、课程设计的要求

秒表数码显示电路数字秒表电路设计。

利用外部提供1MHz时钟，完成0~59小时59分59秒范围内的计时，通过按键设置计时起点与终点，计时精度为10ms。

音频小信号前置放大电路设计

设计音频小信号前置放大电路，并用合适软件模拟，。具体要求如下：

（1）放大倍数Au≥1000；

（2）通频带20Hz~20KHz；

（3）放大电路的输入电阻RI≥1M，输出电阻RO＝600

（4）绘制频响扫描曲线。

说明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。

测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰峰值Vpp=10mv的条件进行测试

信号发生器设计

设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。输出信号的频率可通过开关进行设定，具体要求如下：1输出信号的频率范围为100Hz~2kHz，频率稳定度较高，2步进为100Hz。要求输出是正弦波信号，信号无明显失真。3三角波和矩形波占空比连续可调。4利用软件示波器测量出其输出频率的上限和下限及其输出电压的范围。

频率计设计

设计一个能够测量正弦波信号频率的电路。具体要求如下：（1）测频范围为1~9999Hz，精度为1Hz。（2）用数码管显示测频结果。（3）当信号频率超过规定的频段时，设有超量程显示。测试条件：在输入信号峰值为的情况下测试。参考元器件：74HC160/161，74HC138，74HC00，74HC573，74HC393、TL082，CD4511，CD4060晶振等。红外线控制自动水龙头

设计电路及软件模拟。技术要求：1、用红外线检测，当有人手靠近（10cm）水龙头时，自动出水；2、人手远离水龙头时停止出水；3、水龙头采用由电子阀门控制的水龙头。

三、课程设计的内容

秒表数码显示电路数字秒表电路设计。

数字式秒表，必须有数字显示。按设计要求，须用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为99分秒，那则需要六个数码管。要求计数分辨率为秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。

分频电路有多种选择方案，可以使用专用的分频器，也可通过触发器进行分频，还可以用计数器分频，本次设计中用10进制计数器74HC160对1M Kz进行分频，因为是

取10 000分之一，所以使用了4个计数器，尽管用74HC160较多，有点浪费，但其在电路中的连接方式较为简单。 74HC160是同步十进制加法计数器，它有异步清零、同步置数等功能。

设计六进制加法计数器：

使用74LS160芯片实现六进制加法计数器： 74160从0000状态开始计数，当输入第6个CP 脉冲（上升沿）时，输出Q3 Q2 Q1 Q0 ＝0110，此时=0

，反馈给端CR一个清零信号，立即使Q3 Q2 Q1 Q0返回0000状态，接着

,CR端的清零信号也随之消失，74160重新从0000状态开始新的计数周期。反馈归零逻辑为代码中为1的Q相与非。

设计60进制加法计数器

将两个74ls160串联，并在0101处得到清零信号

设计100进制加法计数

100进制计数器

完整电路：

音频小信号前置放大电路设计。

1）采用分立式元件

前置放大级：以单端输入双端输出且带恒流源的的差动放大电路作为第一级，以双端输入单端输出的差动放大电路作为第二级。

优点：双端输出的差动放大电路利用其电路的高度对称性以及局部交流负反馈可以

很好的将共模干扰信号屏蔽。之后利用单端输出的差动放大电路将双端浮地输出转化为单端输出。

中间级：采用带射极旁路电容的共射放大电路。

优点：共射放大电路具有良好的优良的电压放大和电流放大作用。

输出级：采用共集组态的射极输出器电路。

优点：共集组态的射极输出器具有高输入电阻和低输出电阻，可以很好地降低对前置级电路的负荷，并具有良好的带负载能力。

2）主体设计

关于音频小信号前置放大电路设计，现主要分为两大部分。

第一部分、高低通滤波电路

考虑到音频放大电路需要放大的频率范围为20Hz-20kHz。因而决定在放大电路的前级加上滤波电路，将频率高于20kHz以及低于20Hz的信号滤去。

滤波电路选用二阶压控电压源低通滤波电路和二阶压控电压源高通滤波电路。

第二部分、放大部分电路

采用两级NE5532放大电路。

3）电路设计

低通滤波电路部分电路图

理论计算：

根据相关知识：该低通滤波电路的上限截止频率的平方与R1、R2、C1、C2的乘积成反比。代入数据算得上限截止频率为。之所以调到这个值是因为在将电路组合后能够在20kHz后将增益衰减到1000倍以下。

高通滤波电路部分：

理论计算：经过理论计算，该电路的下限截止频率约为20Hz。

放大部分电路工作原理

输入信号由C1左端进入，经C1滤波后一部分经1M 电阻接地，这样可以保证输入电阻为1M 。另一部分接入NE5532进行第一级放大，放大倍数由电阻R3和R4的倍数进行控制，第二级放大同理是由电阻R5和R6的倍数进行控制，其中R3=R4=10k ,R5=R6=1500k ，每一级都可以放大16倍，两级一共可以放大256倍左右，又因为滤波电路每级放大两倍，总共放大倍数达到1024倍，满足放大倍数达到1000倍的要求，两级放大之间的电容C2起到滤波作用，最后一级的输出经滤波电容C3后接600 的电阻最后接地。这样输出电阻可以达到600 。通频带由滤波电路控制在20Hz-20kHz 之间，可以满足条件。

完整电路

完整电路10Hz运行结果

完整电路20Hz运行结果

完整电路20kHz运行结果

完整电路30kHz运行结果

信号发生器设计