电子技术综合设计

电子技术综合设计

1、选题安排

实行网上自由选题，每人1题，包含若干个软件仿真设计小题、其中有1道小题在仿真实现的基础上要求完成硬件制作，具体要求见选题。

设计流程：查阅有关文献资料→拟定电路原型→依据性能指标，进行参数计算，确定电路元器件参数→画出原理电路→仿真分析验证设计方案、调整有关电路参数→实际制作、测试电路性能参数→写出设计报告。

时间安排：选题结束后，自己安排时间进行课题资料查阅、原理方案设计和参数计算，然后进行软件仿真（可以利用自己的PC机或利用实验室开放时间段预约后到实验室进行仿真实验），完成上述工作后预约第一阶段检查验收，验收合格后，凭指导教师验收签字单到实验中心领取器材进行硬件制作部分，完成调试后，经指导教师验收签字，最后，撰写课程设计总结报告并提交到实验中心。

成绩评定：严格按评分标准进行成绩评定，不及格等级者需要重修。

2、设计报告要求

编写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练。通过写总结报告，不仅将设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且可以将实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下内容：

（1）课题名称；

（2）内容摘要；

（3）设计内容及要求；

（4）系统方案设计，分析比较各种方案的优缺点，画出系统框图；

（5）单元电路设计、参数计算和器件选择；

（6）画出完整的电路图，并说明电路的工作原理；

（7）组装调试部分：使用的主要仪器，调试电路的方法和技巧，测试的数据和波形并与计算结果比较分析，调试中出现的故障、原因及排除方法；

（8）总结设计电路的特点，并提出改进意见；

（9）收获和体会；

（9）附录：列出参考文献；列出系统需要的元器件清单。

3、评分标准

良好等级：总分≥90分，其中基本分≥70分。

中等等级：总分≥70分，其中基本分≥60分。

及格等级：总分≥60分，其中基本分≥50分。

不及格等级：总分≤59分，或有下列行为之一者，直接评为不及格。（1）抄袭行为，指资料查阅、软件仿真电路、硬件电路原理图等其中之一直接拷贝同学的、或设计报告抄袭达30%以上者。

（2）缺设计报告，规定时间内不能提交设计报告。

（3）不能按时完成者，指选题、资料查阅及回答提问、仿真设计及检查验收、硬件制作及测试验收等环节规定的最终时间。

选题：每人自由选其中1题，选题一周后不能更改。

一、放大器设计

放大器是应用广泛的基本模拟电路，主要用于小信号的放大，基本性能指标有增益系数、输入电阻、输出电阻、通频带（带宽）等，依据不同的性能要求选用不同的集成运放作为放大器件，不同的集成运放其增益带宽积为不同的常数，输入电阻决定于第一级、输出电阻决定于最后一级。

1、要求完成原理设计并通过软件仿真部分

（1）输入为100mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，放大器的性能参数为：增益40dB、输入电阻50Ω、输出电阻≤10Ω、通频带范围300Hz~4000Hz。

（2）输入为0.5mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：增益80dB、输入电阻≥200KΩ、输出电阻≤50Ω、通频带范围20Hz~400KHz。

（3）输入为10mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：增益60dB、输入电阻10KΩ、输出电阻≤20Ω、通频带范围500Hz~10KHz，要求增益可调，调节步进10dB。

软件仿真部分元器件不限，只要元器件库中有即可，但需要注意合理选取。

2、要求实际制作部分

上述（3）输入为10mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：增益60dB、输入电阻10KΩ、输出电阻≤20Ω、通频带范围500Hz~10KHz，要求增益可调，调节步进10dB。

硬件制作部分核心元器件：LM324、uA741、ADC0832，电阻电容不限。

二、滤波器设计

滤波器是限制信号的频率范围，用于提取有用信号、滤除噪声干扰信号、提高信噪比。

滤波器类型有无源滤波器和有源滤波器，其中又分为低通、高通、带通、带阻、全通等。滤波器的主要性能参数有：截止频率、下降速率、品质因素等。

1、要求完成原理设计并通过软件仿真部分

（1）低通滤波器电路，截止频率分别为300Hz、1KHz，衰减速率≥40dB/十倍频。

（2）高通滤波器电路，截止频率分别为300Hz、1KHz，衰减速率≥40dB/十

倍频。

（3）带通滤波器，频率范围300Hz~3400Hz，衰减速率≥40dB/十倍频。

（4）四阶椭圆形低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为50kHz，要求在200kHz处小于-50dB，-3dB通带误差不大于5%。

软件仿真部分元器件不限，只要元器件库中有即可，但需要注意合理选取。

2、要求实际制作部分

上述（4）四阶椭圆形低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为20kHz，要求在80kHz处小于-50dB，-3dB通带误差不大于5%。

硬件制作部分核心元器件：uA741、LM324、9013，电阻电容不限。

交通灯定时控制系统的设计、制作

在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。

1、设计任务及要求

设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：

（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。

（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。

（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。

选做扩展功能：

（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；

（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。

2、设计原理

（1）分析系统的逻辑功能，画出其框图

交通灯定时控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：

T L：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，T L=1，否则T L=0。

T Y：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，T Y=1，否则，T Y=0。

S T：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。

（2）画出交通灯控制系统的ASM（算法状态机）图

一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表1：

表1