蘇州科技大學模數混合設計報告.doc

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蘇州科技學院天平學院 課程報告 模數混合實用電路設計 專業(yè)：電子（物聯(lián)網） 班級：1321 姓名： 學號： 指導教師：潘欣裕 2015年 7 月 13 日 1、 仿真實驗 1. 利用BJT或MOS管，實現三極管的三種組態(tài)放大電路。 1.1共發(fā)射極放大電路 圖1.1-1是基極分壓式射極偏置電路原理圖。其中具有電流放大作用的BJT是核心元件。是待放大的時變輸入信號，加在基極與發(fā)射極間的輸入回路中，輸出信號從集電極－發(fā)射極間取出，發(fā)射極是輸入回路與輸出回路的共同端，所以稱為共射極放大電路。 圖1.1-1 共發(fā)射極放大電路 （1）電路仿真 圖1.1-2 共射極放大電路仿真圖 （2） 波形仿真圖 圖1.1-3 共射極波形圖 （3） 參數計算 1.2共基極放大電路 圖4是共基極放大電路原理圖。輸入信號加在發(fā)射極和基極之間，輸出信號由集電極和基極之間取出，基極是輸入、輸出回路的共同端，所以稱為共基極放大電路。 圖1.2-1 共基極放大電路 （1） 電路仿真 圖1.2-2 共基極放大電路仿真圖 （2） 波形仿真圖 圖1.2-3 共基極波形圖 （3） 參數計算 1.3共集電極放大電路 圖1.3-1是共集電極放大電路原理圖。負載電阻接在BJT的發(fā)射極上，輸出電壓加在基極和地之間，而輸出電壓從發(fā)射極和集電極之間取出，集電極是輸入、輸出回路的共同端。所以稱為共集電極放大電路。 圖1.3-1 共集電極放大電路 （1） 電路仿真 圖1.3-2 共集電極放大電路仿真圖 （2） 波形仿真 圖1.3-3 共集電極波形圖 （3） 參數計算 2. 信號產生電路，利用555或者正反饋等放大電路，構成穩(wěn)定的正弦波及方波振蕩電路。（頻率、幅度可調） 由集成運放構成的方波發(fā)生器和正弦波發(fā)生器，一般包括比較器和RC橋式正弦波振蕩器。其中RC串、并聯(lián)電路構成正反饋支路，同時兼作選頻網絡，R1、R4及二極管等元件構成負反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。利用兩個反向并聯(lián)二極管D1、D2正向電阻的非線性特性來實現穩(wěn)幅。 2.1正弦波、方波仿真圖 圖2.1-1 正弦波、方波仿真圖 2.2波形圖 3.RC的一階、二階濾波器，附參數計算。 低通濾波器主要由運算放大器,電容,電阻構成。運算放大器用于對信號的放大，電阻對電路起到反饋調節(jié)的作用使電壓放大范圍大大增加提高保持一定的開環(huán)增益實現對一定范圍電壓的放大，而電容的用途是用來調節(jié)的作用把高于設定頻率的信號導地衰減掉，從而達到濾波的目的。 3.1一階無源低通濾波器 圖3.1-1 RC一階無源低通濾波器仿真 圖3.1-2 RC一階濾波器幅頻曲線 圖3.1-3 1階濾波器相頻曲線 截止頻率 3.2 RC二階有源低通濾波器 圖3.2-1 RC二階有源低通濾波器仿真 圖3.2-2 RC二階濾波器幅頻曲線 圖3.2-3 2階濾波器相頻曲線 截止角頻率 4. N進制計數器及顯示電路，能夠以一定頻率的方波信號作為時序，實現計數，由編譯碼器實現數碼管顯示。 本次設計采用74LS160N集成十進制同步加法計數器組成42進制計數器。先把兩片74LS160N集成十進制同步加法計數器按照某種方式級聯(lián)起來構成100進制計數器。再采用數字電路中常用的清零法來設置計數范圍。因為74LS160N是異步清零的方式，所以在計數器計數到42時給2個計數器送出清零信號。仿真圖中左側數碼管代表個位數，右側數碼管代表十位數。 仿真運行結果：當兩個數碼管的顯示值為41時，兩片74LS160集成十進制同步加法計數器的計數值被清零，重新開始計數。實現了42進制計數的功能。 圖4.1 42進制計數器仿真 5. 利用信號產生電路實現ASK、FSK的通信調制。 5.1 ASK通信調制 ASK是幅移鍵控調制的簡寫，利用代表數字信息“0”或“1”的矩形波調制一個連續(xù)載波，分別用不同的幅度來表示二進制符號0和1。 圖5-1-1 ASK通信調制仿真 圖5.1-2 ASK通信調制波形圖 5.2 FSK通信調制 FSK是頻移鍵控調制的簡寫，即用不同的頻率來表示不同的符號。 圖5.2-1 FSK通信調制仿真 圖5.2-2 FSK通信調制波形圖 2、 自主設計部分 1、 設計內容：利用計數器、555定時器等設計LED彩燈控制電路。 2、 功能描述：實現8路彩燈輸出，在控制信號作用下彩燈具有單個循環(huán)點亮、兩個循環(huán)點亮、三個循環(huán)點亮和兩個跳躍循環(huán)點亮等特點。 3、 設計原理：首先由555定時器構成頻率可調的多諧振蕩器用以產生時鐘脈沖；然后采用4位同步二進制計數器74LS161構成十六進制計數器用來產生連續(xù)變換的高低電平；利用開關、、控制三片芯片74LS138的工作；最后采用8盞LED小燈和部分電路構成輸出電路。 4、各功能塊電路圖 4.1.由LM555定時器構成頻率可調的多諧振蕩器 圖4.1 555多諧振蕩器 4.2.同步4位二進制計數器74LS161構成8進制計數器 圖4.2 8進制計數器 4.3.循環(huán)控制電路 （1） 單循環(huán)分析 實現單循環(huán)時，利用一片74LS138芯片，即把開關A閉合，B,C斷開，此時1片芯片工作。161計數器將輸出的信號輸入138芯片，例如輸入為CBA=000時，輸出,此時“0”電平為有效電平，驅動第一個燈亮。以此類推，每經過一個脈沖則驅動一個燈亮，實現循環(huán)。 圖4.3-1 單循環(huán)點亮 （2） 雙循環(huán)分析 實現雙循環(huán)時，將第一個138芯片的輸出與第二、第三個進行錯位與，從，這三個輸出分別來自三個芯片，得到8個與門輸出，用以控制8個LED燈。當開關A,B閉合，C斷開時，第1、2片芯片工作，第3片芯片不工作，此時第3片芯片的輸出輸出均為“1”，例如當CBA=000時候，這8個與門的輸出為0,0,1,1,1,1,1,1，以此類推，當74LS160芯片中經過一個脈沖則計數一次，進而實現兩個燈的循環(huán)閃亮。 圖4.3-2 雙循環(huán)點亮 （3） 三循環(huán)分析 實現三循環(huán)時，電路的接法與實現雙循環(huán)一致，只要通過控制開關來實現，即閉合三個開關A,B,C，讓三片138芯片同時工作，即可實現三循環(huán)。 圖4.3-3 三循環(huán)點亮 （4）跳躍雙循環(huán)分析 實現跳躍雙循環(huán)時，電路的接法與實現雙循環(huán)一致，只要通過控制開關來實現，即閉合兩個開關A,C，斷開開關B，讓第一、第三片138芯片同時工作，第二篇芯片不工作，即可實現跳躍雙循環(huán)。 圖4.3-4 跳躍雙循環(huán)點亮 5、 仿真電路總圖 圖5 仿真電路總圖 6、元器件列表 元件名稱 元件參數 數量 直流電源 5V 3 可調電阻 100K 2 電阻 10K 5 電阻 200 8 電容 500nf 2 整流二極管 1N4148 2 LM555CN 1 74LS161 1 74LS138 3 電鍵 3 LED燈 1.66V，5mA 8 導線 若干 3、 設計體會 這次模數混合實用電路設計雖然在全部課程考試之后，但是我并沒有著急回家的心切，仍然很感謝這次模數混合實用電路設計。這次設計不僅讓我們鞏固了上學期所學的模電數電的知識，而且又一次鍛煉了我們對multisim的掌握情況。這是繼模電課程設計、數電課程設計之后又一次綜合的實用電路仿真設計，提高了我們的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合設計與分析能力，能使我們在學習過程中不斷進步、能力不斷得到提升。 4、 參考文獻 【1】《電子技術基礎·模擬部分》 康華光 編 【2】《數字電子技術基礎》 閻石 編 【3】《Multisim 9在電工電子技術中的應用》 董玉冰 編 19