1、电子电路设计的基本方法电子电路设计的基本方法 1 1）必须清楚地知道题目要求我们做什么）必须清楚地知道题目要求我们做什么-即读懂题即读懂题 明确设计任务的性能、指标、内容、要求，尽可明确设计任务的性能、指标、内容、要求，尽可能对一些参数细化，如果有些参数暂时确定不下来，能对一些参数细化，如果有些参数暂时确定不下来，在选择设计方案时要考虑一些余量。在选择设计方案时要考虑一些余量。2 2）要明确知道实现该题目我们该怎么做）要明确知道实现该题目我们该怎么做-即方案选择即方案选择利用电路、电子课程所学基本知识，借助网络信利用电路、电子课程所学基本知识，借助网络信息资源，查找电路设计所需要的材料。将材料
2、归类处息资源，查找电路设计所需要的材料。将材料归类处理，结合所需要达到的设计目标，根据性价比以及电理，结合所需要达到的设计目标，根据性价比以及电路实现的难易程度、集成电路购置的情况，选择最佳路实现的难易程度、集成电路购置的情况，选择最佳方案，完成电路设计。画出总体方框图。方案，完成电路设计。画出总体方框图。电子电路设计的基本方法电子电路设计的基本方法 3 3）开始行动）开始行动-即模块设计、参数计算、器件选取、安装即模块设计、参数计算、器件选取、安装及调试及调试 设计单元电路：尽可能利用已经成熟的电路、集成设计单元电路：尽可能利用已经成熟的电路、集成电路、集成电路生产厂家提供的典型电路，与其他
3、电路电路、集成电路生产厂家提供的典型电路，与其他电路之间的配合。之间的配合。计算参数：考虑裕量计算参数：考虑裕量选择元器件：阻容元件选用标称值系列产品，极限选择元器件：阻容元件选用标称值系列产品，极限参数要留有裕量，一般按参数要留有裕量，一般按1.1.倍取值，型号取材上倍取值，型号取材上尽可能统一，以便采购、装配和调试。尽可能统一，以便采购、装配和调试。安装调试单元电路：在面包版上或万能板上完成。安装调试单元电路：在面包版上或万能板上完成。检查接线正确后上电调试。通过调试发现问题、深入思检查接线正确后上电调试。通过调试发现问题、深入思考、分析原因、改进设计，使性能指标达到要求。考、分析原因、改
4、进设计，使性能指标达到要求。联机统调：整个系统总体运行，联合调试，发现问联机统调：整个系统总体运行，联合调试，发现问题解决问题。题解决问题。4 4）整理资料）整理资料-即撰写报告即撰写报告 一般低频电子电路可有分立元一般低频电子电路可有分立元件和集成电路两种构成方法，由于件和集成电路两种构成方法，由于集成电路简单、性价比高、调试方集成电路简单、性价比高、调试方便，因此被广泛采用。便，因此被广泛采用。按工作原理按工作原理电压放大型：输入量与输出量均为电压电压放大型：输入量与输出量均为电压电流放大型：输入量与输出量均为电流电流放大型：输入量与输出量均为电流跨导型：输入量为电压，输出量均为电流跨导型
5、：输入量为电压，输出量均为电流互阻型：输入量为电流，输出量均为电压互阻型：输入量为电流，输出量均为电压按可控性按可控性可控增益可控增益:利用外加控制电压控制增益的大小利用外加控制电压控制增益的大小选通控制选通控制:输入为多通道，利用输入的逻辑信输入为多通道，利用输入的逻辑信 号控制那个通道的信号放大号控制那个通道的信号放大 集成运放的种类及选择集成运放的种类及选择按性能指标按性能指标rid可高于可高于1012。用于测量放大器、信号发生器。用于测量放大器、信号发生器。fH和和SR高，高，fH可达可达1.7GHz，SR可达可达 103V/S。用于用于A/D、D/A转换电路、视频放大器。转换电路、视
6、频放大器。低失调、低温漂、低噪声、高增益，低失调、低温漂、低噪声、高增益，Aod高于高于105dB。用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。工作电源电压低、静态功耗小，在工作电源电压低、静态功耗小，在100200W。用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。集成运放的种类及选择集成运放的种类及选择 运算放大器图片运算放大器图片理想运算放大器及其模型理想运算放大器及其模型简化的集成运放低频等效模型简化的集成运放低频等效模型1、开环差模放大倍数无限大：、开环差模放大倍数无限大：Aod2、差模输入电阻无限大：、差模输入电阻
7、无限大：rid3、输出电阻为零：、输出电阻为零：ro04、单位增益带宽无限大：、单位增益带宽无限大：fBW 5、共模抑制比无限大：、共模抑制比无限大：KCMR 6、失调电压、失调电压UIO，失调电流失调电流IIO为零：为零：UIO 0，IIO 0运算放大器构成的信号运算和处理电路运算放大器构成的信号运算和处理电路集成运放的应用集成运放的应用运算放大器构成的信号产生电路运算放大器构成的信号产生电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路+_虚断：虚断：iN=iP=0，虚短：虚短：uN=uP=0虚地虚地在节点在节点N：RuiiIRFIffFOuRRRiu一、反相比例运算电路一、反相
8、比例运算电路1.基本电路基本电路_为提高精度，一般取为提高精度，一般取fRRR/输出与输入反相输出与输入反相平衡电阻，保证静态时平衡电阻，保证静态时两输入端对称。两输入端对称。反相器则若iofuuRR，运算放大器构成的信号运算和处理电路运算放大器构成的信号运算和处理电路2.T2.T形形反馈网络反相比例运算电路反馈网络反相比例运算电路IMuRRu12I342142O)1(uRRRRRRuIO3-则若uRRRuR142，利用利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。中有较大电流来获得较大数值的比例系数。4322RiiRiu）（2O112RuiiII312M uRRRRui33i121RuRuM
9、IIfOuRRu一、反相比例运算电路一、反相比例运算电路IfONfOIPNuRRuuRRuuuu111、同相比例基本运算电路、同相比例基本运算电路IPNOuuuu2、电压跟随器、电压跟随器R=R/Rf二、同相比例运算电路二、同相比例运算电路运算放大器构成的信号运算和处理电路运算放大器构成的信号运算和处理电路32110RuRuRuiiiiuuI3I2IR3R2R1FPN )(3I32I211IffFORuRuRuRRiu方法一：节点电流法方法一：节点电流法1.反相求和运算电路反相求和运算电路三、求和运算电路三、求和运算电路运算放大器构成的信号运算和处理电路运算放大器构成的信号运算和处理电路）（3
10、21321RuRuRuRuRRuRRuRRuuuuI3I2I1fI3fI2fI1fO3O2O1O方法二：利用叠加原理方法二：利用叠加原理 首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。I33fO3I22fO2uRRuuRRu同理可得1I1fO1uRRu运算放大器构成的信号运算和处理电路运算放大器构成的信号运算和处理电路1.反相求和运算电路反相求和运算电路设设 R1 R2 R3 R4 R Rf 321132111RuRuRuRRRRuRuR
11、uRRRRuRRuI3I2INPfI3I2IPfPfO3211RuRuRuRuI3I2IfO与反相求和运算电与反相求和运算电路的结果差一负号路的结果差一负号4321iiii 4P3PI32PI21PI1RuRuuRuuRuuP43213I32I21I1uRRRRRuRuRu11114321RRRRRRuRuRuRuP3I32I21I1PP 必不可少吗？必不可少吗？2.同相求和运算电路：同相求和运算电路：节点电流法求节点电流法求由于由于RN=RP，三、求和运算电路三、求和运算电路 设设 R1 R2 R3 R4 R Rf利用叠加原理求解：利用叠加原理求解：令令uI2=uI3=0，求，求uI1单独作
12、单独作用时的输出电压用时的输出电压1432143211IfOuRRRRRRRRRu 同理可得，同理可得，uI2、uI3单独作用时的单独作用时的uO2、uO3，形，形式与式与uO1相同，相同，uO=uO1+uO2+uO3 。2.同相求和运算电路同相求和运算电路3211RuRuRuRI3I2If三、求和运算电路三、求和运算电路利用求和运算电路的分析结果利用求和运算电路的分析结果)(2I21I14I43I3fORuRuRuRuRu设设 R1 R2 Rf R3 R4 R5)(I1I2fOuuRRu若若R1 R2 Rf R3 R4 R5，uO?实现了差模信号实现了差模信号的比例运算的比例运算四、加减运算
13、电路四、加减运算电路)(I2I1fO121RuRuRu)(I4I3fO243RuRuRu表示输出电压表示输出电压uO为为与两输入电压之差与两输入电压之差（uI2-uI1）成正比，）成正比，实现了求差的功能。实现了求差的功能。输出与输入成比例-积分关系，称为比例-积分调节器，简称PI调节器，常用于自动控制系统中，作为校正电路，保证系统的稳定性和控制精度。运算放大器构成的信号变换电路大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号产生电路首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。运算放大器构成
14、的信号变换电路联机统调：整个系统总体运行，联合调试，发现问题解决问题。放大电路种类很多，能将微弱信号进行放大，常采用高精度数据放大器，如下图所示。(1)按照技术指标和要求，设计完整的系统框图及电路图电压放大型：输入量与输出量均为电压运算放大器构成的信号变换电路用于A/D、D/A转换电路、视频放大器。参数的计算过程，并选择适当的方法对所设与反相求和运算电路的结果差一负号对于10KHz以下的振荡电路，通常对器件（即运放性能）要求不高，选择余地较大。运算放大器构成的信号产生电路33uF之间，然后再确定电阻的大小，一般在几k-100k之间。33uF之间，然后再确定电阻的大小，一般在几k-100k之间。
15、用于测量放大器、信号发生器。五、运算放大器组成的仪表放大电路五、运算放大器组成的仪表放大电路RuiiIRC)(O IO2111tuuRCuttdtIOuRCu1)()(OIOI112211tuttuRCuttu为常量，则在若dtdt-ICCORuCiCuu11六、六、积分运算电路积分运算电路在求解在求解t1到到t2时间段的积分值时：时间段的积分值时：移相移相利用积分运算的基本关系实现不同的功能利用积分运算的基本关系实现不同的功能1)输入为阶跃信号时的输出电压波形？输入为阶跃信号时的输出电压波形？2)输入为方波时的输出电压波形？输入为方波时的输出电压波形？3)输入为正弦波时的输出电压波形？输入为
16、正弦波时的输出电压波形？波形变换波形变换tRCuuIO线性积分，延时线性积分，延时tuRCRiutuCiiddddIROICR七、微七、微分运算电路分运算电路 输入为阶跃信号时的输出电压波形？输入为阶跃信号时的输出电压波形？说明微分电路对输说明微分电路对输入信号的突变比较入信号的突变比较敏感，常用于自动敏感，常用于自动控制系统中，提高控制系统中，提高系统的动态灵敏度系统的动态灵敏度。由于输入信号源内阻由于输入信号源内阻的影响，在的影响，在t=0时，输出电时，输出电压仍为一个负的有限值，压仍为一个负的有限值，随着随着C的充电，输出电压将的充电，输出电压将逐渐衰减，最后趋于零。逐渐衰减，最后趋于零
17、。dt-)(IIRCO2uCRuRRuuu1121输出与输入成比例输出与输入成比例-积分关积分关系，称为比例系，称为比例-积分调节器，积分调节器，简称简称PIPI调节器，常用于自调节器，常用于自动控制系统中，作为校正动控制系统中，作为校正电路，保证系统的稳定性电路，保证系统的稳定性和控制精度。和控制精度。6、失调电压UIO，失调电流IIO为零：UIO 0，IIO 0检查接线正确后上电调试。选择元器件：阻容元件选用标称值系列产品，极限参数要留有裕量，一般按1.7GHz，SR可达 103V/S。(2)加法器：Ui2=7Ui1+Uo1运算放大器构成的信号产生电路生器，要求方波输出电压为12V，三角波
18、大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器平衡电阻，保证静态时两输入端对称。3）开始行动-即模块设计、参数计算、器件选取、安装及调试从仿真设计过程可以看出，在Multisim环境下进行电路的仿真实验，与实际动手进行实验有很多相同之处，而且更加方便快捷，其仿真结果对实际电路设计是一个很好的参考。利用运算放大器设计一个如下图所示功能的电路，能产生正弦波信号和三角波信号，并将这两路信号按一定的关系进行相加、滤波、放大和比较的电路，具体要求如下：(2)正弦信号发生器峰-峰值：0.同相求和运算电路：（5）结论：主要是阐述基本要求和发挥部分完成的情况，并列表说明。33uF之间，然后再确定电阻的大小，一
19、般在几k-100k之间。电流减小时，二极管的动态电阻rd增大，使输出电压稳定。生器，要求方波输出电压为12V，三角波（1）方案论证与比较：包括常见的方法；设 R1 R2 Rf R3 R4 R5)d()(222CCCROtiCiRuuu221211RuiIR111RuCiICd112CRCiiituCRtuCRuCCRRttuRuCRtuRutiCiRuddd1)()dddC()ddC()d(I2II2IIIICCO212121111221122112输出与输入成比例输出与输入成比例-积分积分-微分关系，称为比例微分关系，称为比例-积分积分-微分调节器，简称微分调节器，简称PIDPID调节器，常
20、用于自动调节器，常用于自动控制系统中，保证系统控制系统中，保证系统的稳定性、控制精度以的稳定性、控制精度以及对输入信号的灵敏度。及对输入信号的灵敏度。RuiiRIC对输入电压的极性和幅值有何要求？对输入电压的极性和幅值有何要求？RIuUuuSITBEOln实用电路中常常采取措施实用电路中常常采取措施消除消除IS对运算关系的影响对运算关系的影响TBEeSCUuIi 利用利用PN结端电结端电压与电流的关系压与电流的关系八、对数八、对数运算电路运算电路注意：注意：uI必须大于零，电路的输出电压小于必须大于零，电路的输出电压小于0.7伏伏BEIuu 对输入电压的极性和幅值有何要求？对输入电压的极性和幅
21、值有何要求？TIeSOUuRRIRiuTIeSEUuRIii九、指数九、指数运算电路运算电路要求要求VBEST70.uuU 以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路，常采用热敏电阻。度补偿电路，常采用热敏电阻。十、除法运算电路十、除法运算电路oXu.uKu22 只有当只有当ux2为正极性时，才能保证运算放大器是处为正极性时，才能保证运算放大器是处于负反馈工作状态，而于负反馈工作状态，而ux1则可正可负。则可正可负。2211RuRux211222XxXouKRuRuKuu 模拟乘法器的符号模拟乘法器的符号十一、开平方电路十一、开平方电路 kuuuku
22、uu1020221 kuu10 多多了了一一个个反反相相器器十二、低通滤波器和高通滤波器十二、低通滤波器和高通滤波器 1f2RR 1.1.RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路此时若放大电路的电压增益为此时若放大电路的电压增益为 用用瞬时极性法瞬时极性法判断可知，电路判断可知，电路满足相位平衡条件满足相位平衡条件则电路满足振幅平衡条件则电路满足振幅平衡条件0f 当当RC10 时，时，fan2311fuRRA1313uuFA电路可以输出频率为电路可以输出频率为 的正弦波的正弦波RCf210(+)(+)(+)(+)运算放大器构成的信号产生电路运算放大器构成的信号产生电路带稳幅环节的带稳幅环节的RC正弦波
23、振荡电路正弦波振荡电路 电流增大时，二极管的动态电流增大时，二极管的动态电阻电阻rd减小；电流减小时，二极减小；电流减小时，二极管的动态电阻管的动态电阻rd增大，使输出电增大，使输出电压稳定。压稳定。此时，此时，1dfuRrRA1oU oID2I dr3uA1uuFA稳幅稳幅uA电路可以输出频率为 的正弦波三角波-正弦波变换电路足设计要求，调整电路结构或改变电路元器设 R1 R2 R3 R4 R RfT形反馈网络反相比例运算电路RW的滑动端在最上端和最下端时的波形？假设差模输入为1KHz，30mV；1ms10%，Vp-p=2V10%（5）结论：主要是阐述基本要求和发挥部分完成的情况，并列表说明
24、。设计单元电路：尽可能利用已经成熟的电路、集成电路、集成电路生产厂家提供的典型电路，与其他电路之间的配合。运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号产生电路要求写出设计思路、电路结构、元器件说明微分电路对输入信号的突变比较敏感，常用于自动控制系统中，提高系统的动态灵敏度。若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现。运算放大器构成的信号运算和处理电路一般来说，方波-三角波发生器是由一个迟滞比较器和一个积分电路组成，电路框图如下：运算放大器构成的信号变换电路设计一信号放大电路，要求闭环放大倍数为500，输入电阻大于2M，已知输入信号ui20mV，频率f0，则，则UT 0（2）若）若uI作用在
25、同相端，则作用在同相端，则改变曲线跃变方向改变曲线跃变方向（3）若）若改变输出限幅电路，则改变输出限幅电路，则改变改变UOL、UOHREF12TURRU4.单限比较器单限比较器设设UREFR37.阶梯波发生器阶梯波发生器7.阶梯波发生器阶梯波发生器运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路1.1.正弦波正弦波-矩形波变换电路矩形波变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路2.2.矩形矩形-三角波变换电路三角波变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路3.3.矩形波矩形波-锯齿波变换电路锯齿波变换电路利用利用电子电子开关开关改变改变比例比
26、例系数系数微分电路微分电路如何得到？如何得到？电子开关电路电子开关电路uC为低电平，开关为低电平，开关断开，断开，uO=uI；uC为高电平，开关为高电平，开关闭合，闭合，uO=-uI。4.4.三角波三角波-锯齿波变换电路锯齿波变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路注意：uI必须大于零，电路的输出电压小于0.(4)比较器：Vp-p=2V10%各模块设计及参数计算；输入为阶跃信号时的输出电压波形？简化的集成运放低频等效模型计算参数：考虑裕量(4)比较器：Vp-p=2V10%参数的计算过程，并选择适当的方法对所设说明微分电路对输入信号的突变比较敏感，常用于自动控制系统中，提
27、高系统的动态灵敏度。运算放大器构成的信号变换电路虚短：uN=uP=0虚地电流放大型：输入量与输出量均为电流运算放大器构成的信号变换电路件参数，直至测试结果符合设计要求。参数的计算过程，并选择适当的方法对所设（5）结论：主要是阐述基本要求和发挥部分完成的情况，并列表说明。1ms10%，Vp-p=2V10%利用运算放大器设计一个如下图所示功能的电路，能产生正弦波信号和三角波信号，并将这两路信号按一定的关系进行相加、滤波、放大和比较的电路，具体要求如下：电路中A1和A2的失调电压的大小和方向相同，可以互相抵消，所以精度比较高。大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器若输入信号的频率若输入信号的
28、频率变化不大变化不大，则可用滤波法实现。，则可用滤波法实现。三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3 3次、次、5 5次次谐波。谐波。)-sin5sin3-(sin8)(m2ItttUtu251915.5.三角波三角波-正弦波变换电路正弦波变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现。fH3fL电阻的选取应保证电阻的选取应保证u1u2u2u35.5.三角波三角波-正弦波变换电路正弦波变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算
29、放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路6.6.精密半波整流电路精密半波整流电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路6.6.精密半波整流电路精密半波整流电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路7.7.精密全波整流电路精密全波整流电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路7.7.精密全波整流电路精密全波整流电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路8.8.电流电流-电压变换电路电压变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路8.8.电流电流-电压变换电路电压变换电路运算放大器构成的信号变换
30、电路运算放大器构成的信号变换电路8.8.电流电流-电压变换电路电压变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路9.9.电压电压-电流变换电路电流变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路9.9.电压电压-电流变换电路电流变换电路运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路10.10.输出电流增大电路输出电流增大电路11.11.交流交流-直流变换电路直流变换电路12.12.电流检测电路电流检测电路13.13.峰值检测电路峰值检测电路集成功率放大集成功率放大电路电路从仿真设计过程可以看出，在Multisim环境下进行电路的仿真实验，与实际动手进
31、行实验有很多相同之处，而且更加方便快捷，其仿真结果对实际电路设计是一个很好的参考。用于测量放大器、信号发生器。运算放大器构成的信号产生电路电路如下所示，要求直流输入电压Ui=0.要求画出原理图，说明参数设计过程。对输入电压的极性和幅值有何要求？(1)按照技术指标和要求，设计完整的系统框图及电路图大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器三角波-正弦波变换电路运算放大器构成的信号产生电路运算放大器构成的信号变换电路(1)自制正弦波信号发生器代替图中的低频信号源（2）若uI作用在同相端，则改变曲线跃变方向T形反馈网络反相比例运算电路同相求和运算电路：设 R1 R2 Rf R3 R4 R5运算放
32、大器构成的信号变换电路检查接线正确后上电调试。1)输入为阶跃信号时的输出电压波形？检查接线正确后上电调试。简单电压放简单电压放大器的设计大器的设计 电路如下所示，要求直流输入电电路如下所示，要求直流输入电压压Ui=0.5V时，输出电压时，输出电压Uo=5V，误差，误差不超过不超过1%。试计算图中各电阻值。试计算图中各电阻值。设计要求设计要求解题过程解题过程解题过程解题过程高精度数据放高精度数据放大器的设计大器的设计 高精度数据放大器能完成系统对小信号高精度数据放大器能完成系统对小信号放大的要求。放大的要求。试设计一个放大器，能将传感器输出的试设计一个放大器，能将传感器输出的5mV信号转换为信号
33、转换为2V的信号。要求画出原理的信号。要求画出原理图，说明参数设计过程。图，说明参数设计过程。设计要求设计要求一、电路选择一、电路选择 放大电路种类很多，能将微弱信号进行放大，放大电路种类很多，能将微弱信号进行放大，常采用常采用高精度数据放大器高精度数据放大器，如下图所示。，如下图所示。电路中电路中A1和和A2的失调电压的大小和方向相同，可以互相抵消，的失调电压的大小和方向相同，可以互相抵消，所以所以精度比较高。精度比较高。二、参数计算二、参数计算三、器件选择三、器件选择波形发生器波形发生器的设计的设计 设计振荡频率为设计振荡频率为500Hz500Hz的方波的方波-三角波发三角波发生器，要求方
34、波输出电压为生器，要求方波输出电压为12V12V，三角波，三角波输出电压为输出电压为6V 6V。要求写出设计思路、电路结构、元器件要求写出设计思路、电路结构、元器件参数的计算过程，并选择适当的方法对所设参数的计算过程，并选择适当的方法对所设计的电路进行分析、测试；若测试结果不满计的电路进行分析、测试；若测试结果不满足设计要求，调整电路结构或改变电路元器足设计要求，调整电路结构或改变电路元器件参数，直至测试结果符合设计要求。件参数，直至测试结果符合设计要求。设计要求设计要求 1 1、设计思路、设计思路 设计波形发生器电路通常考虑两个方面设计波形发生器电路通常考虑两个方面的因素：的因素：一是选择什
35、么样的输出波形电路，其一是选择什么样的输出波形电路，其次是确定该电路的振荡频率。次是确定该电路的振荡频率。对于对于10KHz10KHz以下以下的振荡电路，通常对器件（即运放性能）要求的振荡电路，通常对器件（即运放性能）要求不高，选择余地较大。当要求的工作频率较高不高，选择余地较大。当要求的工作频率较高时，需要考虑性能较好的专用集成运算放大器。时，需要考虑性能较好的专用集成运算放大器。在确定振荡频率时，应先选择积分电容在确定振荡频率时，应先选择积分电容的大小，一般在的大小，一般在0.01uF-0.33uF0.01uF-0.33uF之间，然后再之间，然后再确定电阻的大小，一般在几确定电阻的大小，一
36、般在几k-100kk-100k之间。之间。2、确定电路形式、确定电路形式 一般来说，方波一般来说，方波-三角波发生器是由一三角波发生器是由一个迟滞比较器和一个积分电路组成，电路框个迟滞比较器和一个积分电路组成，电路框图如下：图如下：3、电路结构、电路结构4、计算元件参数、计算元件参数5 5、取元器件，画电路图，仿真分析、取元器件，画电路图，仿真分析6 6、结论、结论 从仿真设计过程可以看出，在从仿真设计过程可以看出，在Multisim环境下进行电路的仿真实环境下进行电路的仿真实验，与实际动手进行实验有很多相验，与实际动手进行实验有很多相同之处，而且更加方便快捷，其仿同之处，而且更加方便快捷，其
37、仿真结果对实际电路设计是一个很好真结果对实际电路设计是一个很好的参考。但我们不能过分的依赖仿的参考。但我们不能过分的依赖仿真软件，毕竟现实环境中有很多干真软件，毕竟现实环境中有很多干扰因素。扰因素。7 7、报告、报告 一律用一律用word文档书写，包括以下几个部分：文档书写，包括以下几个部分：摘要摘要（中英文）（中英文）（1）方案论证与比较：包括常见的方法；比较、论证、）方案论证与比较：包括常见的方法；比较、论证、确定方案。确定方案。（2）系统设计：包括总体设计（画出设计电路的方框）系统设计：包括总体设计（画出设计电路的方框图）；各模块设计及参数计算；软件系统设计（流程图）；各模块设计及参数计
38、算；软件系统设计（流程图、程序清单等）；系统设计图（整个电路的系统图、程序清单等）；系统设计图（整个电路的系统图）。图）。（3）调试：包括硬件调试、软件调试和联机调试。电）调试：包括硬件调试、软件调试和联机调试。电路级先模块调试、再互连调试；单片机软件先在小系路级先模块调试、再互连调试；单片机软件先在小系统上调试，确保外部存储器工作正常外，在与硬件系统上调试，确保外部存储器工作正常外，在与硬件系统联调。统联调。（4）指标测试：主要按照设计要求进行，包括使用的）指标测试：主要按照设计要求进行，包括使用的测试仪器、指标的具体测量值等。测试仪器、指标的具体测量值等。（5）结论：主要是阐述基本要求和发
39、挥部分完成的情）结论：主要是阐述基本要求和发挥部分完成的情况，并列表说明。况，并列表说明。作作 业业设计任务：设计任务：利用运算放大器设计一个如下图所示功能的电路，利用运算放大器设计一个如下图所示功能的电路，能产生正弦波信号和三角波信号，并将这两路信号按能产生正弦波信号和三角波信号，并将这两路信号按一定的关系进行相加、滤波、放大和比较的电路，具一定的关系进行相加、滤波、放大和比较的电路，具体要求如下：体要求如下：1、基本部分、基本部分(1)三角波发生器：三角波发生器：T=0.1ms10%，Vp-p=2V10%(2)加法器：加法器：Ui2=7Ui1+Uo1(3)选频滤波器：选频滤波器：f02=1
40、00Hz，低通，低通(4)比较器：比较器：Vp-p=2V10%作作 业业2、发挥部分、发挥部分(1)自制正弦波信号发生器代替图中的低频信号源自制正弦波信号发生器代替图中的低频信号源(2)正弦信号发生器峰正弦信号发生器峰-峰值：峰值：0.5V(3)正弦信号发生器频率：正弦信号发生器频率：100Hz(4)增加比较器输出信号的稳定度增加比较器输出信号的稳定度3、设计要求、设计要求(1)系统电源不得超过系统电源不得超过5V(2)使用使用Multisim仿真软件仿真软件4、设计报告、设计报告(1)按照技术指标和要求，设计完整的系统框图及电路图按照技术指标和要求，设计完整的系统框图及电路图(2)电路参数计
41、算及方案论证电路参数计算及方案论证(3)电路模块的分析电路模块的分析(4)系统指标的测量系统指标的测量(5)收获与体会收获与体会作作 业业 要求设计满足如图所要求设计满足如图所示波形关系的电路，已知示波形关系的电路，已知输入信号输入信号ui=100sint(mV)，要求要求uo1=1000sint(mV)，uo2是频率为是频率为1KHz，峰峰，峰峰值为值为20V的方波。的方波。作作 业业 研究仪表放大器的性能。自己选取电路参研究仪表放大器的性能。自己选取电路参数，设计一个电压放大倍数为数，设计一个电压放大倍数为500倍的交流放大倍的交流放大器，测量电路的差模电压放大倍数、工模电压器，测量电路的
42、差模电压放大倍数、工模电压放大倍数和幅频特性。放大倍数和幅频特性。假设差模输入为假设差模输入为1KHz，30mV；共模输入为；共模输入为1KHz，2V作作 业业 设计一信号放大电路，要求闭环放大倍设计一信号放大电路，要求闭环放大倍数为数为500，输入电阻大于，输入电阻大于2M，已知输入信号，已知输入信号ui20mV，频率，频率f10KHZ，运放单位增益上，运放单位增益上限频率为限频率为1MHz，输入电阻，输入电阻1 M。如果只对。如果只对输入信号中输入信号中1KHz-2KHz的信号进行放大，电的信号进行放大，电路应做何改进？路应做何改进？五、运算放大器组成的仪表放大电路五、运算放大器组成的仪表
43、放大电路十一、开平方电路十一、开平方电路 kuuukuuu1020221 kuu10 多多了了一一个个反反相相器器)(21TZ3TUTUCRU2314RCRRT(3)三角波发生器三角波发生器)()(11O12O13OtuttuCRuZ21TURRU运算放大器构成的信号变换电路运算放大器构成的信号变换电路7.7.精密全波整流电路精密全波整流电路 设计振荡频率为设计振荡频率为500Hz500Hz的方波的方波-三角波发三角波发生器，要求方波输出电压为生器，要求方波输出电压为12V12V，三角波，三角波输出电压为输出电压为6V 6V。要求写出设计思路、电路结构、元器件要求写出设计思路、电路结构、元器件
44、参数的计算过程，并选择适当的方法对所设参数的计算过程，并选择适当的方法对所设计的电路进行分析、测试；若测试结果不满计的电路进行分析、测试；若测试结果不满足设计要求，调整电路结构或改变电路元器足设计要求，调整电路结构或改变电路元器件参数，直至测试结果符合设计要求。件参数，直至测试结果符合设计要求。设计要求设计要求6 6、结论、结论 从仿真设计过程可以看出，在从仿真设计过程可以看出，在Multisim环境下进行电路的仿真实环境下进行电路的仿真实验，与实际动手进行实验有很多相验，与实际动手进行实验有很多相同之处，而且更加方便快捷，其仿同之处，而且更加方便快捷，其仿真结果对实际电路设计是一个很好真结果
45、对实际电路设计是一个很好的参考。但我们不能过分的依赖仿的参考。但我们不能过分的依赖仿真软件，毕竟现实环境中有很多干真软件，毕竟现实环境中有很多干扰因素。扰因素。作作 业业设计任务：设计任务：利用运算放大器设计一个如下图所示功能的电路，利用运算放大器设计一个如下图所示功能的电路，能产生正弦波信号和三角波信号，并将这两路信号按能产生正弦波信号和三角波信号，并将这两路信号按一定的关系进行相加、滤波、放大和比较的电路，具一定的关系进行相加、滤波、放大和比较的电路，具体要求如下：体要求如下：1、基本部分、基本部分(1)三角波发生器：三角波发生器：T=0.1ms10%，Vp-p=2V10%(2)加法器：加法器：Ui2=7Ui1+Uo1(3)选频滤波器：选频滤波器：f02=100Hz，低通，低通(4)比较器：比较器：Vp-p=2V10%
