哈工大模电课程论文大作业
哈工大自动控制原理大作业
Harbin Institute of Technology自动控制原理设计论文课程名称:自动控制原理设计题目:液压伺服系统校正院系:测控技术与仪器系班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学自动控制原理大作业一、 设计任务书考虑图中所示的系统。
要求设计一个校正装置,使得稳态速度误差常数为-14秒,相位裕度为,幅值裕度大于或等于8分贝。
利用MATLAB 画出已校正系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应曲线。
二、 设计过程1、 人工设计1)、数据计算由图可知,校正前的开环传递函数为:0222s+0.10.025(20s 1)G =0.1(s 0.14)(1)44s s s s s +=++++ 其中按频率由小到大分别含有积分环节和放大环节,-20dB/dec ;一阶微分环节,10.05/w rad s =,0dB/dec;振荡环节,22/w rad s =,-40dB/dec;稳态速度误差:0202s+0.1e ()lim (s)lim 0.025(s 0.14)ss s s sG ss s →→∞===++。
显然,此时的相位裕度和稳态速度误差都不满足要求。
为满足题目要求,可以引入超前校正,提高系统的相位裕度和稳态速度误差。
2)、校正装置传递函数 (1)、稳态速度误差常数的确定为使稳态速度误差常数为-14秒,设加入的开环放大倍数为k,加入校正装置后的稳态速度误差满足: 11e ()4k 0.025kss v ∞=== 解得K=160;将K=160带入,对应的传递函数为:0222s+0.14(20s 1)G (s)=1600.1(s 0.14)(1)44s s s s s +=++++ 则校正前(加入k=160的放大倍数后)幅值穿越频率:018.00/c w rad s =,相位裕度:o 00.1631c r =; (2)、校正装置的确定这里采用超前补偿,由前面算得k=160,故设加入的校正装置传递函数为:111G (s)T 1c aT s s +=+ 设计后要求o =50γ,则o 0-=500.163149.8369o o γγ-=;a 满足:01sin 49.83691a a -=+ 解得:a =7.33,取a =8.取1010/18.00/c w rad s w rad s =<=作为第一个转折频率,取第二个转折频率为21*80/w a w rad s ==;在伯德图上过3rad/s 处做斜率为-20dB/dec 的线。
哈工大模电大作业 (2)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y模电课程大作业设计题目:集成运放的应用院系:航天学院班级:1104104设计者:康瑞鹏学号:1110410405设计时间:2013.6.20哈尔滨工业大学2013年模电仿真设计作业用集成运算放大器实现下列运算关系:要求所用的运放不多于三个,画电路图,并用multisim仿真,元件要取标称值,取值范围为1kΩ≤R≤1MΩ 0.1μF≤C≤10μF总体设计思路:题目中要求实现的运算前两项为加和形式,已知,求和电路有两种:反向输入求和电路,同向输入为和电路。
同向输入求和电路设计和调整较难,须一直保持运放输入端的对称性,并联电阻过多,不易计算。
因此,采用反向输入求和电路,再利用一个反向器调整过来。
一、电路图如下图所示为保证运放输入端的对称性,平衡电阻R5=R1//R2//R3=5kΩ。
由于常见电阻无5KΩ阻值,故选取5.1k。
U17413247651U27413247651R115kΩR210kΩR330kΩR55.1kΩR710kΩR810kΩXSC1A BExt Trig++__+_V312 VV412 VV512 VV612 VV710mV仿真结果图示输出电压约16mV,输入电压为10mV;输出电压接近输入电压的两倍,与预期值接近。
反相求和电路差分比例运算电路积分运算电路结果+二、电路图如下图所示同上,为保证运放输入端的对称性,平衡电阻R5=R1//R2//R3=5k Ω。
由于常见电阻无5K Ω阻值,故选取5.1k 。
U17413247651U27413247651R115kΩR210kΩR330kΩR55.1kΩR710kΩR810kΩXSC1A BExt Trig++__+_V312 VV412 VV512 VV612 VV720mV仿真结果图示输出电压约56mV,输入电压为20mV;输出电压接近输入电压的三倍,与预期值接近。
哈尔滨工业大学模拟集成电路课程设计
一、功能描述设计二级运算放大器,采用电阻和电容进行补偿。
其中负载电容C L=10pF。
运算放大器满足如下要求:A vo≥3000,增益带宽积GBW≥5MHz,SR>10V/μs,相位裕度PM达到60°,输入共模范围(ICMR)为 1.5~4.5V,输出摆幅范围为0.5~4.5V,P diss≤2mW。
假定已知NMOS参数为。
PMOS管参数为。
二、电路设计1.电路设计过程(1)电路图图1总体电路图(2)电路设计过程2.仿真验证进入目录training/ic/spice_labs,启动cadence环境平台,新建two_stage_amp的cellview,按照之前的电路绘制要求放置mos管(mos元件选择chrt35dg_SiGe中的nmos5p0、pmos5p0),设置宽长比。
放置其他元件并连线,检查无误并保存。
电路绘制完成后建立电路symbol,确认无误后保存。
电路如图1所示,symbol如图2所示。
图2电路图symbol(1)采用闭环仿开环的方式对运放进行直流、交流、瞬态以及噪声分析。
建立一个仿真电路图,命名为cut_two_stage_amp,电路图结构如下图所示。
为了便于对变量的值进行控制和修改,图中的变量都没有进行赋值,而是在Analog Design Environment中进行统一赋值,便于进行电路调试。
电路绘制完成后,打开Analog Design Environment,设置变量值和仿真参数,仿真需要设置四项、分别为直流、交流、瞬态和noise。
设置完成后的ADE如图4所示(只显示进行设置的部分)。
图4闭环仿开环ADE①直流仿真对电路运行直流仿真,使用calculator的OP功能查看电路中各个器件工作点,使用VDC查看输出电压值,直流仿真输出结果如图5所示。
图5直流仿真结果可以看出,运放中的mos管均满足饱和区条件,处于饱和区,静态功耗1.39mW,满足设计要求,当输入为2.5V时,输出也约为2.5V。
(完整版)哈工大模电习题册答案
【2-1】 填空:1.本征半导体是 ,其载流子是 和 。
两种载流子的浓度 。
2.在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于 ,而少数载流子的浓度则与 有很大关系。
3.漂移电流是 在 作用下形成的。
4.二极管的最主要特征是 ,与此有关的两个主要参数是 和 。
5.稳压管是利用了二极管的 特征,而制造的特殊二极管。
它工作在 。
描述稳压管的主要参数有四种,它们分别是 、 、 、和 。
6.某稳压管具有正的电压温度系数,那么当温度升高时,稳压管的稳压值将 。
1. 完全纯净的半导体,自由电子,空穴,相等。
2. 杂质浓度,温度。
3. 少数载流子,(内)电场力。
4. 单向导电性,正向导通压降U F 和反向饱和电流I S 。
5. 反向击穿特性曲线陡直,反向击穿区,稳定电压(U Z ),工作电流(I Emin ),最大管耗(P Zmax )和动态电阻(r Z )6. 增大;【2-2】电路如图2.10.4所示,其中u i =20sinωt (mV),f =1kHz ,试求二极管VD 两端电压和通过它的电流。
假设电容C 容量足够大。
-+-+C R+k 5ΩV 6iu VD+-D u Di a)(图2.10.4 题2-5电路图1.静态分析静态,是指u i =0,这时u i 视作短路,C 对直流视作开路,其等效电路如图1.4.2(a)所示。
不妨设U D =0.6V则D D 6V (60.6)V1.08mA 5kU I R --===Ω 对于静态分析,也可以根据二极管的伏安特性曲线,用图解法求解。
2.动态分析对于交流信号,直流电源和电容C 视作短路;二极管因工作在静态工作点附近很小的范围内,故可用动态电阻r d 等效,且D d D1ir u ∆=∆,由此可得等效电路如图1.4.2(b)所示。
二极管伏安特性方程:)1e (TD/S D -=U u I i (1.4.1)由于二极管两端电压U D ?U T =26 mV ,故式1.4.1可简化为:TD/S D e U u I i ≈TD D Dd d d 1U I u i r ≈=Ω==≈07.241.08mA26mVD T d I U r 所以d i d d d 0.02sin (V)0.83sin (mA)24.07()u u t i t r r ωω===≈Ω 3.交流和直流相叠加)(mA sin 83.008.1d D D t i I i ω+=+=)(V sin 02.06.0d D D t u U u ω+=+=4.u D 和i D 波形如图1.4.2(c)、(d)所示。
模电论文——精选推荐
摘要㈠实验目的本产品具有机、电、声、光、磁结合的特点,通过制作本产品完成EDA实践的全程训练过程,由学生完成从电路原理仿真验证、印制电路板设计制造直到原件检测、焊接、安装、调试的产品设计制造过程,达到培养同学们工程实践能力的目的。
㈡实验原理智能机器狗是声控、光控、磁控机电一体化电动玩具。
主要工作原理:利用555构成的单稳态触发器,在三种不同的控制方法下,均给以低电平触发,促使电动机转动,从而达到机器狗停走的目的㈢实验结果利用555单稳态触发达到拍手即走、光照即走、磁铁靠近即走,但都只持续一段时间后就停下,再满足其中一条件时将继续行走的目的。
关键字:555单稳态电路㈣实验电路图目录1.实验原理 (4)1.1机器狗装置主要组成 (4)1.2声控工作原理 (4)1.3光控、磁控工作原理 (5)2.焊接 (5)2.1焊接工艺的基本知识 (5)2.2焊接工具、焊料、焊剂的类别与作用 (5)2.3焊接方法 (6)2.4焊接步骤 (7)3机器狗检测安装3.1检测和调试 (7)3.2组装机器猫 (8)结论 (9)注释……………………………………………………………………………参考文献 (9)附录 (15)致谢 (10)1.实验原理1.1机器狗装置主要组成由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、触发电路、单稳态电路、开关组成。
声敏元件麦克风V1与电阻R1、R2,组成声敏取样电路,主要是将声信号转变为电信号,为单稳态电路提供触发信号。
光敏三极管、干簧管可以将光信号、磁场信号转变为电信号,为单稳态电路提供触发信号。
1.2声控工作原理当声敏元件麦克风V1没有声音激发时,其导电率很低,且呈高阻抗,使得Q1反偏截止,电源通过R10加在Q2的基极上Q2截至,IC1的2脚输入高电平,处于复位状态,3脚输出低电平,M1关断,则电机没有工作,机器狗保持静止状态。
当声敏元件麦克风V1处在一定的声波之中时,其内部会产生一系列电子密度的变化,因而麦克风V1电阻变得很小。
哈工大模电大作业
解决方法:检查计算过程,确保每个步骤都正确无误,可以使用计 算器辅助计算
解决方法:按照实验指导书要求进行操作,注意安全,遵循实验步 骤
解决方法:参考教师提供的模版,按照要求撰写报告,注意排版和 格式
提高效率和准确性的技巧
制定详细计划,合理分配时间 熟练掌握基础知识,避免因基础知识不扎实导致错误 仔细审题,明确题目要求和注意事项 多做练习,提高解题能力和技巧
完成作业是学生对自己学习成果 的检验和提高,也是对教师教学 质量的反馈。
作业要求和时间安排
作业要求:根据教学大纲,完成模电大作业,包括理论分析和实验操作两部分
时间安排:作业布置时间为课程结业前一周,完成时间为结业前三天
作业内容
02
作业题目和任务
题目:哈工大模电大作业
任务:完成模电实验报告, 包括实验原理、实验步骤、 数据记录与分析等内容
作业成果评价
04
评价标准和方式
评价标准:作业 完成度、技术难 度、创新性、实 用性
评价方式:教师 评分、同学互评、 自我评价
评价过程:制定 评价标准、作业 提交、评价结果 反馈
评价结果应用: 作为课程成绩的 依据,促进教学 改进
作业成果展示和交流
学生在课堂上进行作业成果 的讲解和交流,提高表达能 力
对未来学习和发展的建议和展望
深入学习模电知识,掌握更多实际应用技能 拓展学习领域,了解相关学科的前沿动态 加强实践操作能力,提高实验技能水平 积极参与学术交流和项目合作,拓宽视野和思路
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哈工大2012学年_模电自主设计实验报告
模拟电子技术课程大作业姓名:学号:院系:控制科学和工程系题目:音频功率放大器的设计和实现音频功率放大器的设计和实现1.实验目的设计一个实用的音频功率放大器。
在输入正弦波幅度≤5mV,负载电阻等于8Ω的条件下,音频功率放大器满足如下要求:1、最大输出不失真功率P OM≥8W。
2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。
3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。
4、输入阻抗R i≥100kΩ。
5、具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高音10kHz处有±12dB的调节范围。
2.总体设计方案该音频功率放大器可由图1所示框图实现。
前置放大级主要实现对输入信号进行放大,从而和功率放大器的输入灵敏度进行匹配。
音调控制级主要实现对输入信号的提升或衰减作用,以满足不同听众的需求。
功率放大级是此音频功率放大器的核心部分,它决定了输出功率的大小。
下面介绍各模块的实现方法。
话筒输入Vo前置放大音调控制功率放大RL图1 音频功率放大器组成框图1.前置放大器由于输入信号非常微弱且音频宽度过大,需要前置放大器有较高的输入阻抗,较低的输出阻抗,噪声小,频带宽。
为达到预期的效果,有两种选择。
一是由分立元件搭建的放大电路,二是采用合适的集成放大电路。
由于集成放大电路性能稳定,外围电路简单,便于调试,本前级放大电路选择集成放大电路实现。
2.音调调节级音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制,从而达到控制放音音色的目的,以适应不同听众对音色的不同爱好。
此外还能补偿信号中所欠缺的频率分量,使音质得到改善,从而提高放音系统的放音效果。
在高保真放音电路中,一般采用的是高、低音分别可调的音调控制电路。
一个良好的音调控制电路,要求有足够的高、低音调节范围,同时有要求在高、低音从最强调到最弱的整个过程中,中音信号(一般指1kHz)不发生明显的幅值变化,以保证音量在音调控制过程中不至于有太大的变化。
哈工大模电大作业集成运放
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y模电课程大作业一设计题目:集成运算放大器设计院系:航天学院班级:XXX设计者:XXX学号:XXXX设计时间:2014.05.26哈尔滨工业大学2014年题目:用集成运算放大器实现下列运算关系要求所用的运放不多于三个,元件要取标称值,取值范围为 画出电路图,并用Multisim 进行仿真验证。
分析:由 知,1223i i u u +可以通过反相求和运算电路实现得到输出电压 ,而35i u dt -⎰可以通过积分电路实现,最后用减法运算电路将两者求差得到。
设计方案:1.反相求和运算电路 因为令 为了保证运放两端的对称,则4123////5R R R R k ==Ω但电阻的标称值没有5k 所以4R 取标称值5.1k 。
所以设计的反相求和运算电路如下图。
123235o i i i u u u u dt=+-⎰11,0.110k R M F C F μμΩ≤≤Ω≤≤123235o i i i u u u u dt =+-⎰12(23)i i u u -+123235o i i i u u u u dt =+-⎰3112u R A R ==3223u R A R ==31230,15k ,10R k R R k =Ω=Ω=Ω则对于12,i i u u ,则用波形发生器输入方波。
设置1i u 的幅值为1V ,频率为1kHz ,占空比为50%的方波,2i u 的幅值为2V ,频率为1kHz ,占空比为50%的方波。
对两波形发生器的设置如下图。
用示波器同时显示两个输入端和输出端的波形。
得到仿真结果如下图。
Channel_A 和Channel_B 分别为两个输入端,Channel_C 为输出端。
根据计算输出端电压112(23)7o i i u u u V =-+=与仿真结果一致。
2.积分运算电路。
根据题意235o i u u dt =-⎰,故时间常数60.2R C τ==。
模拟电子技术基础论文(精选6篇)
模拟电子技术基础论文(精选6篇)模拟电子技术基础论文(精选6篇)随着信息电子技术的不断发展,其数字电子技术与模拟电子技术也渗透到人类生产生活的各领域中。
下面是模拟电子技术基础论文,希望你能从中得到感悟!模拟电子技术基础论文篇1摘要随着信息电子技术的不断发展,其数字电子技术与模拟电子技术也渗透到人类生产生活的各领域中。
然而二者在实际应用过程中都存在以一定的优势与不足,需要根据实际生产需求以及经济条件对二者进行选择。
本文主要对模拟电子技术与数字电子技术的基本概述以及二者的优势比较进行探析。
【关键词】模拟电子技术数字电子技术优势比较近年来工业行业以及计算机技术领域中电子技术的应用,很大程度上促进工业的进步与电子行业的发展。
然而其中的主流技术数字电子技术和模拟电子技术在实际应用过程中存在较大的差别,而大多行业使用过程中并未结合自身实际状况以及电子技术的特点,导致信息电子技术无法充分发挥应用的效果,甚至增加技术应用的成本。
因此,对二者优势比较分析具有十分重要的意义。
1、信息电子技术的基本概述1.1 对模拟电子技术的研究电子技术中的模拟电子技术在当前生产生活领域中应用较为广泛,其可理解为处理仿真信号的模拟电路,且与现代许多学科如自动化、电气或数学等保持密切相关。
在电子元件选用方面主要以晶体管为主,而实现自动化目标主要得益于其对电路的自动控制。
从许多工业控制设备中与电路中都可发现模拟电子技术的实际应用。
例如,工厂化农业便将农业生产对象利用计算机技术进行模拟,既可使生产成本降低,也符合生态环境保护目标。
而且伴随计算机技术的不断推进,模拟电子技术在具体分析方法方面也将趋向于系统化与通用化,而器件方面也将向集成化与多端化方向发展。
1.2 对数字电子技术的研究对数字电子技术的概念,可理解其为一种相对的技术,可对模拟信号利用抽样定理完成整个抽样过程,这样使获得的电子信号具有较高的精度,在许多高精度设备中都有所体现。
例如,以数字电子技术为基础的数字电视,既保证信号传输过程中精度得以提高,也使信号受噪声的影响得以减小。
哈工大cmos模拟集成电路大作业
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y模拟C M O S集成电路大作业设计题目:二级运放设计院系:班级:设计者:学号:设计时间:2011.6.20哈尔滨工业大学2012年设计题:假定μn C ox=110 μA/V2,μp C ox=50 μA/V2,λn=0.04V-1,λp=0.04V-1(有效沟道长度为1μm时),λn=0.02V-1,λp=0.02V-1(有效沟道长度为2μm时),λn=0.01V-1,λp=0.01V-1(有效沟道长度为4μm时),γ=0.2,V THN=| V THP | =0.7V。
设计如下图的放大器,满足如下要求,其中负载电容C L= 10pF。
Av > 4000V/V,VDD = 5V,GB = 5MHz ,SR > 10V/µs ,60°相位裕度,Vout 摆幅=0.5~4.5V, ICMR 1.5~4.5V,Pdiss≤ 2mW1.请说明详细的设计过程,包括公式表达式(假定C ox = 0.35fF/µm2,栅源电容按计算);2.给出进行交流仿真和瞬态仿真的spice仿真的网表,并给出仿真波形和结果。
3.如果要求Av至少提高为原来的2倍,其它要求不变,如何修改电路(注意讨论对其它性能参数的影响)?注意事项:1.计算得到的极点频率为角频率。
2.尺寸最后应选取整数,工艺精度的限制。
3.尾电流增加,Av增加还是减小?1.根据相位裕度PM=60deg的要求,求C c(假定ωz>10GB);考虑零点的影响,CC的选取:PM=60°时,GB处︒-︒=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛60180c c c 21z p p GB tg ar GB tg ar GB tg ar ωωω令ωz =10GB 时()︒-︒=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+︒601801.0c c 902tg ar GB tg ar p ω若PM>60 °, ωp2>2.2GB ,并由ωz =10GB2.210mII mII L C g g C C >⨯由此可得:LC C C 22.0>负载电容C L =10pF,所以C c >2.2pF,取C c =3pF2.由已知的Cc 并根据转换速率的要求(或功耗要求)选择ISS (I5)的范围;A I A I s V S C I S r Cr μμμ40,30,/10555=>>=取可得,由3.由计算得到的电流偏置值(I5 /2),设计W3/L3( W4/L4 )满足上ICMR (或输出摆幅)要求,即饱和区条件;极限情况下,即ICMR 达最大4.5V 时,M3,M4管的过驱动电压为:3,4OD DD THn THpV V ICMR V V +=-+-由此可得,M3,M4管的漏电流:2253(4)3,411/2()2022p ox OD p ox DD THn THp W WI I C V C V ICMR V V A L L μμμ+===-+-=代入μp C ox =50 μA/V 2,VDD = 5V ,ICMR +=4.5V ,I 5=40μA ,V THN =| V THP | =0.7V 可得:3,43,4() 3.2()=4W WL L =,此时取4. 验证M3处镜像极点是否大于10GBGBC gC C g gs m gs gs m 10233433>=+验证F101.5008100.354440.6767.0-14-15333⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==ox gs C L W CV A I L WC g oxp m /1044.891020410502266633---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=μ代入验证成立5. 设计W1/L1( W2/L2 )满足GB 的要求1/m cGB g C =6121110521032⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅=-πμGB C I L WC g c oxn m由此解得:1,21,2()=2.01()=3W WL L ,此时取6. 设计W5/L5满足下ICMR (或输出摆幅)要求; 当ICMR 取最小值1.5V 时,M5管的过驱动电压为:-6151-61222010=1.5-0.7=0.45V (/)110103OD GS TH n ox I V ICMR V ICMR V C W L μ--⎛⎫⎛⎫⨯⨯=-=-++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭255)(21OD ox n V L W C I μ=4)(3.59)(55==L WL W ,取由此可得, 7. 根据ωp2>2.2GB 计算得到gm6;并且根据偏置条件VSG4=VSG6计算得到M6的尺寸6222GB=; 2.2C m m p p L Cg gGB C ωω=>由,且得: 62622.2/,=2.2/m m L c m m L cg g C C g g C C >令2266 2.2()()()()n ox GS THN L p ox GS THP cWC V V C WL C V V LC μμ--=所以2224421412;()()2422p ox GS THP n ox GS THN W W I I C V V C V V L L μμ=-=-根据电路结构得:即 64642(2/2),()(4/4)n GS GS GS THP GS THP GS THN p W L V V V V V V V V W L μμ=-=-=-又因为所以6666(W2/L2)(W4/L4)2.2 2.21011034:==37.68=38350n LC p W WC L C L μμ⨯⨯⨯=联立可得,取8. 根据尺寸和g m6计算I 6,并验证V out,max 是否满足要求666444/3820190/4W L I I AW L μ==⨯=66666221901060.45(/)501038OD p ox I M V V C W L μ--⨯⨯===⨯⨯管的过驱动电压:6,max 50.45 4.55,DD OD out V V V V -=-=>满足要求9. 计算M7的尺寸。
哈工大—《电子技术I》综合设计大作业设计报告—体育运动计时数字电子秒表
体育运动计时数字电子秒表摘要:本设计采用74LS161为基础,结合与非门和非门构成了100进制,60进制计数器来进行计时,时钟脉冲以0.01s为周期产生脉冲来驱动计数器计数,计数器与集成寄存器74LS194相连,74LS194实现暂停保持功能,但不影响计数器计数。
计数输出通过七段显示译码器74LS47与双七段LED显示器相连实现电子秒表功能关键词:同步集成计数器74LS161 集成寄存器74LS194 双七段LED显示器七段显示译码器一、设计任务能在60分钟内显示计时时间,精确到0.01秒。
按下启动按键后,即可开始计时,计时过程中按暂停键可使数字显示暂停(计时仍然进行),再次暂停键,可恢复显示。
利用复位键可随时将计时过程及显示复位。
二、设计方案1.时间显示方案根据要求能在60分钟内显示时间,并且精确到0.01秒,我想到了三种方案可供选择:(1)第一种方案参考电子技术教材中对七段LED显示器的介绍,采用6个共阳极的七段LED显示器来分别表示时间,如图一所示,左边两个数码管用于表示分钟,中间两个数码管用于表示秒的整数,右边两个数码管用于表示秒的小数位,精确到了0.01秒,而且左数第四个数码管为带有小数点的数码管,具有八个接口,第八个接口用于显示小数点。
图一 6个七段LED显示器显示时间每个七段LED显示器与7个限流电阻相连,防止电流过大。
驱动共阳极显示器的七段显示译码器采用74LS47,可以将8421BCD码译成七段显示显示器的驱动信号。
这种方案的缺点是采用了7个LED显示器,元件过多,电路复杂。
(2)第二种方案为了解决元件过多的问题,对上述电路进行了优化,采用双数字显示的七段LED显示器,每个LED 显示器可以显示两个数字以及两个小数点,如图二所示,左边第一显示器显示分钟,第二个显示器显示秒钟,第三个显示秒的小数位。
与显示器相连的限流电阻和七段显示译码器同方案一。
图二双数字显示的七段LED显示器这种方案的优点是节省显示器,减少了元件数量,简化了电路,而且还能够根据需要表示出小数点来表示小数。
哈工大模电课程论文大作业
模拟电子技术课程论文题目:集成运放放大器测试仪专业: XXXXXXXXXXXXXXXX学号:XXXXXXXXXX姓名:XXXXXX集成运放放大器测试仪电气工程及自动化学院 XXX摘要:集成运算放大器简易测试仪是一种对集成运算放大器性能好坏评判的设备。
对集成运算放大器电压增益倍数有直观的体现,从而判断集成运算放大器的性能优劣。
本文设计采用正弦波信号发生器产生输入信号,中间级由运算放大器放大信号,在检测中,同时使用双踪示波器在输出端观测输出信号幅值,以及使用毫伏表电路分别将输入输出信号的电压值转变成电流值进行比较这两种比较方法,使得检测电路的可靠性增强。
关键词:集成运算放大器;信号;性能测试;可靠性测试引言:集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier),是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。
它的增益高,输入电阻大,输出电阻低,共模抑制比高,失调与飘移小,而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点,适用于正,负两种极性信号的输入和输出。
目前运算放大器广泛应用于家电,工业以及科学仪器领域。
因此,对运放性能的检测成为了运放生产的重要内容之一。
本文将对集成运放放大器测试仪进行设计分析。
一、设计要求1.1集成运算放大器简易测试仪的设计要求本次设计主要是综合应用所学知识,设计集成运算放大器简易测试仪,并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。
能够较全面地巩固和应用模拟电子电路课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌握简单模拟电路设计的基本方法。
应用场合: 集成运算放大器简易测试仪主要适用于运算放大器制造厂商对所生产运算放大器性能的检测。
系统功能介绍:集成运算放大器简易测试仪可以直观的、方便的看出运算放大器的电压增益情况,从而判断运算放大器性能的好坏。
二、方案论证2.1集成运算放大器简易测试仪设计方案论证设计测试集成运放的好坏,本实验的思路是将该被测的集成运放接成电压跟随器,在输入端接入标准的正弦信号,将双踪示波器的CH1端口接在输入端,CH2口接在输出端,观察两端口所产生的波形幅值大小变化,若CH2口波形幅值明显大于CH1口波形幅值,则表示运放正常,否则,损坏。
模拟电子技术论文
模拟电子技术论文模拟电子主要内容包含有:常用半导体器,基本放大电路,多级放大电路,集成运算放大电路,放大电路的频率响应,下面小编给大家分享一些模拟电子技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
模拟电子技术论文篇一模拟电子技术实验教学改革新思路摘要:根据我校国家级电工电子示范中心提出的“与兴趣相结合,以需求为导向,用问题作牵引,以能力培养为重点”的四项原则,针对模拟电子技术实验教学中出现的一些问题,结合自身的教学实践经验,本文就模拟电子技术实验教学在内容、方法和手段等方面提出教学改革的思路和做法。
该教学方法和手段对培养学生的实际动手能力和创新意识起到了积极的促进作用。
关键词:模拟电子技术实验教学改革中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)07(a)-0133-01我们长江大学实验中心,坚持“育人为本,促进学生知识、能力、素质协调发展”的教学理念,在省级和国家级实验教学示范中心建设项目的支持下,为了适应科技发展,满足社会对人才培养的要求,我们打破课程之间、专业之间、专业与基础之间的界限,按照实验教学与理论教学并重、实验教学与能力培养同步的原则,实施了系统的实验教学改革。
原来的模拟电子技术实验都是对理论知识的验证作为教学目标,大多是验证性实验,且分块完成,没有一条主线把知识连贯起来。
在实验过程中,许多学生只是按照实验指导书上的实验步骤进行,不但教学效率低,而且难以激发学生的兴趣,忽视了学生创新思维的发展,严重影响了实验教学质量和教学效果,造成学生对实验课兴趣不高、实验动手能力差等问题。
我们总结了多年来的实践教学经验,从以下几个方面对我校模拟电子技术实验教学进行了改革探索和实践尝试。
1 实验教学内容的改革当前社会对于应届毕业生的实际动手能力,以及创新能力的要求都比较高,社会对于学生的综合素质迫切需求跟社会发展有很大关系,只有具有实际操作能力的学生才能在工作岗位上会有较快的适应能力和发展潜力。
模电论文哈尔滨工业大学模拟电子技术基础论文(激光雷达)含仿真
哈尔滨工业大学《模拟电子技术基础》课程结课论文题目:模拟电子技术在激光雷达上的运用专业:光信息科学与技术姓名:王倩倩学号:1111120124模拟电子技术在激光雷达上的运用摘要:激光雷达是激光技术和雷达技术相互结合的产物,它分辨率高,抗干扰能力非常强,并且可以进行三维成像。
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。
从工作原理上讲,与微波雷达没有根本的区别:向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息。
激光雷达被广泛用于测量距离、测量角度、精确跟踪、飞船导航、气象测量等多个领域,在民用及军用上都发挥着巨大作用。
激光雷达充分利用了各种相关电路,无论是发射信号还是接收信号,无论是信号的转换还是信号的处理,都需要用到各种电路,尤其在信号微弱的情况下,我们更是要充分地利用放大电路,来实现信号的精确分析与处理。
本文就模拟电子技术在激光雷达上的运用作了简单地介绍,着重介绍了信号的接收部分。
关键词:激光雷达光电探测信号接收放大电路正文:一.光电探测器在激光雷达系统中,为了更加方便地测量所获得的光信号,我们通常会将光信号转换成电信号,进而通过对电信号的分析得出结果。
这就涉及到了光电转化的装置,我们通常采用光电探测器。
光电探测电路是把光信号转化为易于测量的电信号,然后进行放大以及处理的电路。
光电转换的原理是光电效应,利用光电效应制成的探测器就是光电探测器,常见的有:光电管、光电二极管等。
我们就以光电二极管为例进行简要阐述。
以光导模式工作的结型光伏探测器称为光电二极管,此时光电二极管上被加上反向偏压,光电流岁光照强度和光的波长的改变而变化。
它的工作原理是,当光照到PN结上时,吸收的光能转化为电能。
与普通二极管相比,其共同之处就是,它们都有一个PN结,均属于单向导电性的非线性元件。
但光电二极管是一种光电器件,在结构上有其特殊性,光电流主要来自扩散电流而不是漂移电流,此外光电二极管结面积比普通二极管大很多以尽可能大地获得光电流。
模电大作文
模电大作文
哎呀呀,模电可真是太神奇啦,哈哈!
嘿呀,每次上模电课的时候我都特别兴奋呢。
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我呀,一定要好好学模电,以后说不定我还能发明出超级厉害的东西呢,哈哈!哎呀,想想就好激动呀!。
模拟电子技术大作业
模拟电子技术大作业模拟电子技术大作业2015-2016学年第二学期题目:函数信号发生器的设计班级:14电子2班成员:丁钱(21406022007)方佳奇(21406022009)冯明侠(21406022010)成绩:___________________________一、简介在人们认识自然、改造自然的过程中,经常需要对各种各样的电子信号进行测量,因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求,灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中,它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。
波形发生器就是信号源的一种,能够给被测电路提供所需要的波形。
传统的波形发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,不能根据实际需要灵活扩展。
随着微电子技术的发展,运用单片机技术,通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路,产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。
与现有各类型波形发生器比较而言,产生的数字信号干扰小,输出稳定,可靠性高,特别是操作简单方便。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的波形发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些电参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所定技术条件的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
哈工大模拟电子技术大作业1
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y模拟电子技术大作业(一)院系:航天学院4系自动化班级:设计者:学号:指导教师:吕超设计时间:2014年6月一、题目要求用集成运算放大器实现下列运算关系:要求所运用的运放不多于三个,元件要取标称值,取值范围为1KΩ≤R≤1MΩ,0.1uF≤C≤10uF。
画出电路图,并用Multisim进行仿真验证。
二、思路分析运算电路分为三部分,每部分用一个运算放大器:(1)用反相求和运算电路得到u o1 = -(2u i1 + 3u i2),其中系数由反馈电阻决定;(2)用积分运算电路得到u o2 = - 5ʃu i3dt ,其中系数由电阻和电容决定;(3)用差分比例运算电路得到u o = u o2 -u o1 = 2u i1 + 3u i2 - 5ʃu i3dt。
三、电路图四、举例并进行理论分析(1)选取u i1 =0.5V、u i2=1V的直流电源,则得到u o1 = -4V的直流输出信号;(2)选取u i3=±1V且频率为1KHZ的方波信号,则得到u o2 = ±5V的三角波输出信号;(3)最后得到的u o 是直流偏量为4V且幅度为5V的三角波。
五、Multisim仿真验证(1)u i1、u i2和u o1 的仿真结果:(2)u i3和u o2的仿真结果:(3)u o的仿真结果:五、实验总结该实验通过对几种常见的运算放大电路的灵活运用实现了题目要求的运算关系,从仿真结果来看,该设计基本满足实验要求。
实验的难点在于对电路中的各个电阻、电容值的确定,经过理论推导和对多组数值的试验,选定了设计中的实验参数,基本能够满足实验要求。
实验中发现如果积分电路不对5进行处理,而在差分比例运算电路中放大,可以得到完美的波形,但是此时反响求和运算电路的参数就会难以确定,因此实验最后放弃了该想法而选用如图的设计。
(完整版)哈工大(威海)模电习题册(二)答案
第二章 基本放大电路 ..................................................................................................... 1 第四章 集成运算放大电路 ............................................................................................. 8 第六章 放大电路中的反馈 ........................................................................................... 11 第八章 波形的发生和信号的转换 ............................................................................... 15 第十章 直流电源 .. (19)第二章 基本放大电路一. 已知图P2.10所示电路中晶体管的β =100,r b e =1k Ω。
(1)现已测得静态管压降U C E Q =6V ,估算R b 约为多少千欧;(2)若测得i U &和oU &的有效值分别为1mV 和100mV ,则负载电阻R L 为多少千欧?图P 2.10解:(1)求解R bΩ≈-====-=k 565μA20mA2BQBEQCC b CQBQ c CEQCC CQ I U V R I I R U V I β(2)求解R L :Ω==+Ω=-=-=-=k 5.1 111k 1 100L Lc 'L be'L i o R R R R r R A U U A uu β&&二.在图P2.10所示电路中,设静态时I C Q =2mA ,晶体管饱和管压降U C E S =0.6V 。
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模拟电子技术课程论文
题目:集成运放放大器测试仪
专业: XXXXXXXXXXXXXXXX
学号:XXXXXXXXXX
姓名:XXXXXX
集成运放放大器测试仪
电气工程及自动化学院 XXX
摘要:集成运算放大器简易测试仪是一种对集成运算放大器性能好坏评判的设备。
对集成运算放大器电压增益倍数有直观的体现,从而判断集成运算放大器的性能优劣。
本文设计采用正弦波信号发生器产生输入信号,中间级由运算放大器放大信号,在检测中,同时使用双踪示波器在输出端观测输出信号幅值,以及使用毫伏表电路分别将输入输出信号的电压值转变成电流值进行比较这两种比较方法,使得检测电路的可靠性增强。
关键词:集成运算放大器;信号;性能测试;可靠性测试
引言:
集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier),是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。
它的增益高,输入电阻大,输出电阻低,共模抑制比高,失调与飘移小,而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点,适用于正,负两种极性信号的输入和输出。
目前运算放大器广泛应用于家电,工业以及科学仪器领域。
因此,对运放性能的检测成为了运放生产的重要内容之一。
本文将对集成运放放大器测试仪进行设计分析。
一、设计要求
1.1集成运算放大器简易测试仪的设计要求
本次设计主要是综合应用所学知识,设计集成运算放大器简易测试仪,并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。
能够较全面地巩固和应用模拟电子电路课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌握简单模拟电路设计的基本方法。
应用场合: 集成运算放大器简易测试仪主要适用于运算放大器制造厂商对所生产运算放大器性能的检测。
系统功能介绍:集成运算放大器简易测试仪可以直观的、方便的看出运算放大器的电压增益情况,从而判断运算放大器性能的好坏。
二、方案论证
2.1集成运算放大器简易测试仪设计方案论证
设计测试集成运放的好坏,本实验的思路是将该被测的集成运放接成电压跟随器,在输入端接入标准的正弦信号,将双踪示波器的CH1端口接在输入端,CH2口接在输出端,观察两端口所产生的波形幅值大小变化,若CH2口波形幅值明显大于CH1口波形幅值,则表示运放正常,否则,损坏。
利用这一直观的方法,可方便地判断运放的好坏。
为实现这一目的,设计电路中
还应含有正弦信号产生电路,而且还需要设计毫伏表电路用以对被测运放输出信号的电压值进
行测量。
故该实验包括四部分:正弦波振荡电路,集成运放检测电路(即电压跟随器),毫伏
表电路,直流稳压电源。
2.2总体设计方案图及分析
图2.1 总体设计方案图
设计分析:
电路由正弦波震荡电路产生测试信号,加到被测试运放的输入端,在出输出端用示波器测试输入输出信号的幅度,从而判断是否放大信号。
此外,毫伏表电路也作为检测电路。
因为毫伏表电路可以将电压信号用电流信号表示,故毫伏表电路通过比较电流大小来判断电压大小。
直流稳压电源为整个系统供电。
三、 单元电路设计
3.1 正弦波发生信号设计
3.1.1 目标电路要求
正弦信号发生电路要求产生频率为1000Hz 的正弦交流电,其幅值为1V ,该信号将作为被检测运放的输入信号。
3.1.2 电路设计
该电路应用普通的μA741运算放大器和RC 文氏电桥振荡器产生1000Hz 正弦波输出。
调节100k Ω电位器使电路起振,而电路的振荡频率由R1,R2和C1,C2确定,且一般情况下,这两个电阻和电容都相等,其振荡频率与阻值成反比。
振荡频率为:
Hz RC
f 100021==π (3.1)
电路图如图3.1正弦信号发生电路所示。
图3.1 正弦信号发生电路
参数计算:
根据公式(3.1),电阻R1、R2阻值选为10K Ω,则电容为应为:
考虑实际电容参数,故C1、C2选择10nF 的电容。
3.2集成运放检测电路设计
3.1.3 目标电路要求
检测电路是该设计的核心部分,思路为:使用运放741作为被测试运放,分别将双踪示波器的CH1口和CH2口与运放741的输入端和输出端相连,即可在示波器上同时得到输入输出信号的波形,从而判断该被测试运放的增益性能好坏。
3.1.4 电路设计
运放由双电源供电,反相端接正弦信号发生电路,同相端接一个限流电阻,保护运放,输出端与双踪示波器相连,其电路图如图3.2
图3.2 集成运算放大器测试电路
参数计算:
R1为保护运放的限流电阻,运放741允许功耗为500mW ,可选择在1~5k Ω,在此选择3.3k Ω。
F
Rf c 810*98.11000
*10000*14.3*2121-===π
3.2 毫伏表电路设计
3.2.1 目标电路要求
毫伏表电路可将输入电压用电流值等比表示,因此,在毫伏表输出端的电流值可以等效代替输入电压值。
3.2.2 电路设计
毫伏表电路使用运放741,万能表电流档,将Vi 端输入的电压信号(被检测运放放大后的输出信号)转换成电流表的电流数据。
运放741采用双电源供电,同相端加输入电塔,6口输出。
其电路如图3.3毫伏表电路所示。
图3.3 毫伏表电路
∵Vi=Vn=VpIn=Ip=0
∴I=Vi/R 2即将输入电压用输出电流表示。
参数计算:
R1、R2为限流电阻,由3.1参数计算得,1k Ω即可。
3.3 直流稳压电路
Ω10003≈-=
I
Vi
Vo R
3.3.1 目标电路要求
直流稳压电源分为电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分。
是将交流信号转化成直流信号的一种电路,从而为运放供电。
3.3.2 电路设计
通过220V ,50Hz 交流电供电,经变压器降压后,镇流桥镇流,最终在输出端产生一个幅值在12V 左右的直流稳压电源。
电路图如图3.4直流稳压电源电路所示。
图3.4 直流稳压电源电路
3.4 设计整体电路图
如图3.5整体电路图所示。
Q3
图3.5 整体电路图
3.5设计整体电路图
3.5.1仿真数据
首先将要列出各设备所测得的参数如表3.1 仿真数据
3.5.2数据分析
示波器1用以检测产生正弦信号的稳定性,示波器2的A口接运放输出端,B口接输入端,数据显示,示波器2B口与示波器1口数据相同,即正弦信号稳定加到运放输入端。
Av=Vcha/Vchb=14.097/3.172=4.44。
故该运放成功放大了信号,运放正常。
毫伏表电路也可用于检测信号是否放大。
电流表1测得运放输出输出信号Vo在毫伏表电路中产生的电流Ia=25.02mA,同理Ib=28.77uA。
由3.3可知,电压越大,对应电流越大,故该运放正常放大。
3.5.3仿真数据
示波器1信号:
示波器2信号:
四、总结
本次课程设计题目为“集成运算放大器简易测试仪”,是在参考了模电课程和在网上检索资料之后完成的,并且除了理论的分析与规划之外,在做大作业的过程中,还采用了EWB软件仿真,模拟整体电路的运行,将理论与实践相结合。
所设计的电路基本满足简单测试集成运算放大器的要求。
但在设计过程中,仍然存在一些问题,诸如如何使设计电路更加简洁,如何更省材,如何简化设计思路,依然是日后课程设计,实际操作过程中所要学习改进的地方。
通过完成这次模电论文,使得我对模电的应用有了更加深刻的体会,也提升了自己对论文的书写能力,希望能够为以后的科研打下基础。
五、参考文献
[1] 王淑娟,模拟电子技术基础,北京:高等教育出版社,2009.5
[2] 易明铫,集成运算放大器分析与设计,北京:科学出版社,1983:43-85
[3] 解月珍,信号产生电路,电子工业出版社,53-58
[4] 李良荣,EWB9电子设计技术,机械工业出版社,2007
附录I 电路原理图
附录Ⅱ器件管理图。