1、一、课程设计题目一、课程设计题目 信号衰减器信号衰减器二、课程设计目的二、课程设计目的 1、学会电路设计、组装和调试的、学会电路设计、组装和调试的基本方法。基本方法。2、掌握信号衰减器组成和工作原、掌握信号衰减器组成和工作原理。理。三、课程设计内容（含技术指标）用基本的电路器件设计一个衰减器。用基本的电路器件设计一个衰减器。1、基本要求：、基本要求：（1）设计一衰减器，置于信号源内阻）设计一衰减器，置于信号源内阻RS与负载电与负载电阻阻RL之间，其衰减量为之间，其衰减量为30dB，不存在相移。，不存在相移。（2）进行理论计算确定各参数后，在电路仿真软）进行理论计算确定各参数后，在电路仿真软件上
2、进行仿真并提交仿真结果。件上进行仿真并提交仿真结果。（3）制作实物并提交测试数据。）制作实物并提交测试数据。2、扩展要求：、扩展要求：（1）设两个开关，使其衰减量可以分别调整）设两个开关，使其衰减量可以分别调整为为10dB、20dB、30dB。（2）制作一移相器，在某一频率）制作一移相器，在某一频率f 点上使输点上使输出信号再经过移相器后得到幅值保持不变、出信号再经过移相器后得到幅值保持不变、相位差为相位差为90度的信号。度的信号。（3）以上要求均需要软件仿真，并提交仿）以上要求均需要软件仿真，并提交仿真结果和实物测试数据。真结果和实物测试数据。信号源内阻、负载电阻和频率要求信号源内阻、负载电
3、阻和频率要求信号源内阻信号源内阻 RS=200(学号末两位学号末两位+专业代码专业代码+班班级级)；负载电阻负载电阻 RL=50(学号末两位学号末两位+班级班级+2)；频率频率f=学号末两位学号末两位kHz；专业代码：信工专业代码：信工=3、自动化、自动化=4、电子、电子=5、测控、测控=6例如：某一位信工例如：某一位信工1班学号末两位为班学号末两位为10号同学号同学 RS=200(10+4+3)=3400；RL=50(10+3+2)=750；f=10kHz。四、时间安排四、时间安排1下达课程设计任务，学习仿真软件，下达课程设计任务，学习仿真软件，4学学时；时；2查资料、讨论、设计，并画出设计
4、图，查资料、讨论、设计，并画出设计图，4学时；学时；3教师验收设计图、答疑并讨论在设计中所教师验收设计图、答疑并讨论在设计中所遇问题，确定设计方案、发放器件遇问题，确定设计方案、发放器件2学时；学时；4、学生组装、调试，、学生组装、调试，4学时。学时。5.教师验收作品，并进行答辩教师验收作品，并进行答辩2学时。学时。五、基本要求五、基本要求1作品要能够圆满完成任务书要求的所有功作品要能够圆满完成任务书要求的所有功能；能；2元器件布局合理，版面美观；元器件布局合理，版面美观；3焊接牢靠，焊点美观，无接触不良现象。焊接牢靠，焊点美观，无接触不良现象。仿真软件仿真软件EWB 5.0C简介 电子工作平
5、台电子工作平台Electronics Workbench(EWB)(现称为现称为MultiSim)软件是加拿大软件是加拿大Interactive Image Technologies公司推公司推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有以下特点：出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有以下特点：（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；试仪器均可直接从屏幕上选取；（2）软件仪器的控制面
6、板外形和操作方式都与实物相似，可以）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。实时显示测量结果。（3）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。法。（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。板软件交换数据。EWB是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉
7、常用电子仪器测量方法。际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。衰减器：衰减器：是在指定的频率范围内，一种用以引入一是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路，一般以所引入预定衰减的电路，一般以所引入衰减的分贝数衰减的分贝数及其及其特性阻抗特性阻抗的欧姆数来标明。的欧姆数来标明。dB（分贝）（分贝）=20lg（Uo/Ui）=10lg（Po/Pi）特性阻抗特性阻抗Rc=输入输入/输出阻抗输出阻抗衰减器广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是：衰减器广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是：（1）调整电路中信号的大小；）调整电路中信号的大小；（2）改善阻抗匹配。）改善阻抗匹配。通常，衰减器接于信号
8、源和负载之间，衰减器是通常，衰减器接于信号源和负载之间，衰减器是由电阻元件组成的二端口网络，它的特性阻抗、衰由电阻元件组成的二端口网络，它的特性阻抗、衰减量都是与频率无关的常数，相移等于零。减量都是与频率无关的常数，相移等于零。1、固定衰减器的设计、固定衰减器的设计 实际应用中，有固定衰减器和可变衰减两大类。实际应用中，有固定衰减器和可变衰减两大类。常用的固定衰减器有常用的固定衰减器有T型、型、P P型、桥型、桥T型（以上为型（以上为对称型）和倒对称型）和倒L型（不对称型）等几种结构，其电型（不对称型）等几种结构，其电路形式和计算公式如后。路形式和计算公式如后。式中，式中，Rc为二端口网络的特
9、性阻抗（对称时），为二端口网络的特性阻抗（对称时），即输入输出阻抗，即输入输出阻抗，Rc1和和Rc2两侧特性阻抗，分别两侧特性阻抗，分别为非对称衰减器的输入输出阻抗；为非对称衰减器的输入输出阻抗；N=10(A/20)，为输入电压与输出电压之比，为输入电压与输出电压之比，A为衰减的分贝数。为衰减的分贝数。T 型衰减器1211221 NNRRNNRRCCP P 型衰减器型衰减器1121221 NNRRNNRRCC桥桥 T 型衰减器型衰减器1)1(21 NRRNRRCC 桥桥T型衰减器中，有两个电阻的值为特性阻型衰减器中，有两个电阻的值为特性阻抗的值，且计算公式简洁，用于组成可调衰减器抗的值，且计算
10、公式简洁，用于组成可调衰减器非常方便。非常方便。倒 L 型衰减器 11221122111112)(CCCCCCCCCRRNRRRRRRRRR 倒倒L型不对称衰减器构成阻抗匹配器，与对称型不对称衰减器构成阻抗匹配器，与对称衰减器所不同的是，不能指定衰减量，其输入输出衰减器所不同的是，不能指定衰减量，其输入输出阻抗确定后，其衰减量也就确定了。阻抗确定后，其衰减量也就确定了。例例1：设计一衰减器：设计一衰减器，匹配于信号源内阻，匹配于信号源内阻RS=800欧欧与负载电阻与负载电阻RL=150欧之间，其衰减量为欧之间，其衰减量为30dB。解：因为解：因为RS、RL不相等，所以选用一节倒不相等，所以选用
11、一节倒L型和一型和一节对称节对称T型构成衰减器。型构成衰减器。（1）倒）倒L型电路计算：型电路计算：10.1480015011111166.41150800800150721.11)150600(800)(1112211222111 CCCCCCCCCRRNRRRRRRRRR（2）T型电路计算：型电路计算：衰减量衰减量A=30dB，N=10(30/20)=31.623；所以；所以桥桥T型衰减量型衰减量 N2=N/N1=31.623/10.14=3.1184 计算计算R1和和R2：107.2311184.31184.3215012277.15611184.311184.3150112221NNR
12、RNNRRCC（3）电路及仿真结果）电路及仿真结果演示：衰减器演示：衰减器L-T 800-150 30dB.ewb 例例2.设计一衰减器，匹配于信号源内阻设计一衰减器，匹配于信号源内阻RS-600欧欧与负载电阻与负载电阻RL=75欧之间，其衰减量为欧之间，其衰减量为30dB。选用一节倒选用一节倒L型和一节对称桥型和一节对称桥T型组成衰减器型组成衰减器（1）倒）倒L型电路计算：型电路计算：48.15600751111118.80756006007525.561)75600(600)(1112211222111 CCCCCCCCCRRNRRRRRRRRR（2）桥）桥T型电路计算：型电路计算：由于总
13、衰减量由于总衰减量A=30dB N=10(30/20)=31.62；桥；桥T型衰减量型衰减量N2为为 N2=N/N1=31.62/15.48=2.04计算计算R1和和R2：R1=Rc(N2-1)=75(2.04-1)=78.18 R2=Rc/(N2-1)=75/(2.04-1)=71.95（3）电路及仿真结果）电路及仿真结果演示：衰减器演示：衰减器L-桥桥T 600-75 30dB.ewb 2、可变衰减器的设计、可变衰减器的设计 可变衰减器，一般可变衰减器，一般是指特性阻抗值恒定的，是指特性阻抗值恒定的，而它的衰减值是可变的而它的衰减值是可变的衰减器，由桥衰减器，由桥T型衰减器型衰减器构成比较
14、方便。构成比较方便。这种电路的优点是，这种电路的优点是，电路中只有两个可变化电路中只有两个可变化部分，而且部分，而且Rc为固定电为固定电阻，可以避免因旋钮换阻，可以避免因旋钮换档时，由于旋钮触点接档时，由于旋钮触点接触不良而引起电路中断触不良而引起电路中断现象。现象。例：设计一个可变桥例：设计一个可变桥T型衰减器。各档衰减值分别型衰减器。各档衰减值分别为为10、20、30dB，特性阻抗，特性阻抗Rc=600 。解解:计算各档电阻值计算各档电阻值（1）10dB N1=3.1623 Rs1=Rc*(N1-1)=600*(3.162-1)=1297.37 Rp1=Rc/(N1-1)=600/(3.1
15、62-1)=277.49 （2）20dB N2=10 Rs2=Rc*(N2-1)=600*(10-1)=5400 Rp2=Rc/(N2-1)=600/(10-1)=66.67 （3）30dB N3=31.623 Rs3=Rc*(N3-1)=600*(31.62-1)=18373.67 Rp3=Rc/(N3-1)=600/(31.62-1)=19.59 （4）计算各档电阻值计算各档电阻值 R11=Rs1=1297.37 R12=Rs2-Rs1=5400-1297.37=4102.63 R13=Rs3-Rs2=18373.67-5400=12973.67 R23=Rp3=19.59 R22=Rp2
16、-Rp1=66.67-19.59=47.08 R21=Rp1-Rp2=277.49-66.67=210.82 (5)电路及仿真结果电路及仿真结果演示：衰减器演示：衰减器brg-T 600可调可调.ewb 移相电路原理与设计移相电路原理与设计设计要求：设计要求：制作一移相器，在某一频率制作一移相器，在某一频率f点上使输出点上使输出信号在经过移相器后得到幅值保持不变、相信号在经过移相器后得到幅值保持不变、相位差为位差为90度的信号。度的信号。f=（学号末二位）（学号末二位）kHz 如：如：10号同学的频率点为号同学的频率点为10kHz。如图所示如图所示RC串联电路，设输入正弦信号，其相量串联电路，
17、设输入正弦信号，其相量 则输出信号电压：则输出信号电压：其中输出电压为：其中输出电压为：输出电压的相位为：输出电压的相位为：.0110UUV.0110UUV.12121arctan111()URUURcRj cRc12211()UURc21arctanRc 由上两式可见，当信号源角频率一定时，输出由上两式可见，当信号源角频率一定时，输出电压与相位均随电路元件参数的变化而不同。电压与相位均随电路元件参数的变化而不同。若电容若电容C为一定值，则有，如果为一定值，则有，如果R从零至无穷从零至无穷大变化，相位从大变化，相位从90到到0 变化。变化。另一种另一种RC串联电路如左串联电路如左图所示。图所示
18、。输入正弦信号电压输入正弦信号电压.0110UUV输出电压为：输出电压为：.12121arctan11()Uj cUURCRcRj c（）其中输出电压有效值为：其中输出电压有效值为：输出电压相位为：输出电压相位为：同样，输出电压的大小及相位，在输入信号角同样，输出电压的大小及相位，在输入信号角频率一定时，它们随电路参数的不同而改变。频率一定时，它们随电路参数的不同而改变。若电容若电容C值不变，值不变，R从零至无穷大变化，则相位从零至无穷大变化，则相位从从0到到-90变化。变化。1221()UURC2arctanRC 当希望得到输出电压与输入电压相等，而相对当希望得到输出电压与输入电压相等，而相
19、对输入电压又有一定相位差的输出电压时，通常是采输入电压又有一定相位差的输出电压时，通常是采用如下图（用如下图（a）所示）所示X型型RC移相电路来实现。为方移相电路来实现。为方便分析，将原电路改画成图（便分析，将原电路改画成图（b）所示电路。）所示电路。图（图（a）X型型RC电路电路 图（图（b）改画电路）改画电路 X型型RC移相电路输出电压为：移相电路输出电压为：其中其中,.2cbdbUUU.11111111Rj RCj CUUUj RCRRj Cj C2121()2arctan1()RCURCRC221121()1()RCUUURC22arctan()RC 结果说明，此结果说明，此X型型RC
20、移相电路的输出电压与输入电移相电路的输出电压与输入电压大小相等，而当信号源角频率一定时，输出电压压大小相等，而当信号源角频率一定时，输出电压的相位可通过改变电路的元件参数来调节。的相位可通过改变电路的元件参数来调节。若电容若电容C值一定，当电阻值一定，当电阻R值从值从0至至变化时，则变化时，则从从0 至至-180变化，变化，当当R=0时，则时，则 2 20 0 ，输出电压与输入电压同相位。，输出电压与输入电压同相位。当当R=时，则时，则 2 2180180 ，输出电压与输入信号电，输出电压与输入信号电压相反。压相反。当时当时0R ，则，则 2 2在在0 与与180 180 与之间取值。与之间取
21、值。例：设计一个例：设计一个 RC 电路移相器，在频率电路移相器，在频率f=50kHz点上输出信号经过移相器后得到幅值点上输出信号经过移相器后得到幅值保持不变、相位差为保持不变、相位差为90度。度。解：解：取取C=1nF，则，则R=1/C=1/2p p50103110-9=3183.1 1)tan(290 RCRCac 演示：移相器演示：移相器50kHz.ewb 电路及仿真结果电路及仿真结果课程设计说明书要求课程设计说明书要求1、在完成课程设计时，要求每个学生必须要以手写方式，、在完成课程设计时，要求每个学生必须要以手写方式，提交一篇不少于提交一篇不少于3000字课程设计说明书（两部分内容字课
22、程设计说明书（两部分内容都要写）。都要写）。对不提交设计说明书的，按不合格成绩论处。对不提交设计说明书的，按不合格成绩论处。2、课程设计说明书内容是：、课程设计说明书内容是：（1）封面）封面（2）任务书（）任务书（2份）份）（3）摘要（关键词）摘要（关键词）（4）目录）目录（5）正文）正文3、正文的内容是：、正文的内容是：（1）课程设计的目的）课程设计的目的（2）课程设计用到的仪器和器件）课程设计用到的仪器和器件（3）课程设计电路结构及基本工作原理）课程设计电路结构及基本工作原理(4)课程设计电路的组装与调试课程设计电路的组装与调试（5）课程设计发生的问题和心得体会）课程设计发生的问题和心得体会（6）附录（附图）附录（附图）参考文献参考文献结束结束谢谢！谢谢！
