收音機課程設計 電子技術(shù)課程設計.

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1、電子技術(shù)課程設計 一、 課程設計的性質(zhì)、目的和任務 本課程是電力類、自動化類和計算機類等專業(yè)的一門技術(shù)基礎課，是《電工電子學》課程非常必要的實踐訓練環(huán)節(jié)。它的任務是使學生學完了《電工電子學》課程的基本理論，基本知識后，能夠綜合運用所學理論知識、拓寬知識面，系統(tǒng)的進行電子電路的工程實踐訓練，鍛煉動手能力，培養(yǎng)工程師的基本技能，提高分析問題和解決問題的能力。為后續(xù)課程的學習、各類電子設計競賽、畢業(yè)設計、乃至畢業(yè)后的工作打下良好基礎。 二、課程設計的基本方案、要求 本課程為實際設計和虛擬設計兩個環(huán)節(jié)。實際設計應使學生學會電子系統(tǒng)設計的基本設計方法，包括：方案選擇、框圖的繪制、單元電路的

2、設計、參數(shù)的計算和元器件的選擇。學會電路圖的繪制，電子電路的組裝與電路的調(diào)試。學會檢查電路的故障與排除故障的一般方法。虛擬設計環(huán)節(jié)應使學生學會使用一種電路分析軟件（EWB或PSPICES）在計算機上進行電路設計與分析的方法。要求學生所選課題應先在計算機上通過虛擬設計，確定設計方案與電路參數(shù)，并達到設計要求后，再到實驗室進行實際實驗。做到電路設計“虛實結(jié)合”。 三、音頻放大電路的設計及仿真 （一）設計指標要求 1、電壓放大倍數(shù)：Au=109 2、最大輸出電壓：Uo=1.18V 3、頻率響應：30Hz—30kHz 4、輸入電阻：ri>15kΩ 5、失真度：γ<10% 6、負載電阻

3、：RL=2kΩ 7、電源電壓：EC=12～36V （二）設計步驟和方法 1、選擇電路方案 收音機放大電路的框圖如下圖所示，根據(jù)設計指標選擇多級放大電路，前置級為電壓放大，輸出級為功率放大，主要對前置級電壓放大電路進行設計。 圖1 收音機放大電路的框圖 電路方案的確定包括以下幾個方面內(nèi)容： （1）根據(jù)總的電壓放大倍數(shù)，確定放大電路的級數(shù)。 （2）根據(jù)輸入、輸出阻抗及頻率響應等方面的要求，確定電路晶體管的組態(tài)及靜態(tài)偏置電路。 （3）根據(jù)三種耦合方式的不同特點，選用適當?shù)鸟詈戏绞健? 2、選擇電路

4、 根據(jù)上述要求選擇的電路如圖所示。 圖2 音頻放大電路原理圖 3、計算元器件參數(shù) 3.1確定電源電壓EC： 為保證輸出電壓幅度能達到指標要求，電源電壓EC應滿足如下要求： 圖3-1 電壓、電流輸出特性曲線 EC>2Vom+VE+VCES 式中：Vom為最大輸出幅度 VE為晶體管發(fā)射級電壓，一般取VE=1~3V。 VCES為晶體管飽和壓降，一般取VCES=1V。 指標要求的最大輸出電壓Vo=1.2V，給

5、定電源電壓EC=12V，可以滿足要求。 （2）確定T2的集電極電阻R8和靜態(tài)工作電流ICQ2。 因為這級的輸出電壓比較大，為使負載得到最大幅度的電壓，靜態(tài)工作點應設在交流負載線的中點。如圖一所示。 由圖可知，Q點在交流負載線的中點，因此的T2靜態(tài)工作點滿足下列條件。 (1-1) 因在晶體管的飽和區(qū)和截止區(qū)，信號失真很大，為了使電路不產(chǎn)生飽和失真和截止失真，VCEQ2應滿足： VCEQ2>Vom+VCES (1-2) 由（1-1）式消去ICQ2并將（1-2）式代入可得： 取VE=3V；VCES=

6、1V 則： 取R8=6.2k 由（1-1）式消去VCEQ2可得： （3）確定T2發(fā)射級電阻R9： 取R9=1.1k （4）確定晶體管T2： 選取晶體管時主要依據(jù)晶體管的三個極限參數(shù)： BVCEO>晶體管c-e間最大電壓VCEmax（管子截止時c-e間電壓） ICM>晶體管工作時的最大電流ICmax（管子飽和時c-e回路電流） PCM>晶體管工作時的最大功耗PCmax 由圖一可知：IC2最大值為IC2max=2ICQ2 VCE的最大值VCE2max=EC 根據(jù)甲類電路的特點，T2的最大功耗為：PCmax=VCEQ2ICQ2 因此T2的參數(shù)應滿足

7、： BVCEO>EC=24V ICM>2ICQ2=5.4mA PCM> VCEQ2ICQ2=7.5mW 選用3DG100B，其參數(shù)為：BVCEO>20V；ICM>20mA；PCM>400mW；滿足要求。實測β=100。 （5）確定T2的基極電阻R6和R7 在工作點穩(wěn)定的電路中，基極電壓VB越穩(wěn)定，則電路的穩(wěn)定性越好。因此，在設計電路時應盡量使流過R6和R7的IR 大些，以滿足IR>>IB的條件，保證VB不受IB變化的影響。但是IR并不是越大越好，因為IR大，則R6和R7的值必然要小，這時將產(chǎn)生兩個問題：第一增加電源的消耗；第二使第二級的輸入電阻降低，而第二級的輸

8、入電阻是第一級的負載，所以IR太大時，將使第一級的放大倍數(shù)降低。為了使VB穩(wěn)定同時第二級的輸入電阻又不致太小，一般計算時，按下式選取IR的值： IR=（5~10）IBQ 硅管 IR=（10~15）IBQ 鍺管 在上式中IR的選取原則對硅管和鍺管是不同的，這是因為鍺管的ICBO隨溫度變化大，將會影響基極電位的穩(wěn)定，因此IR取值一般比較大。對硅管來說ICBO很小，因此IR的值可取得小些。 本電路T2選用的是硅管，故取IR=5IBQ 則：由圖4知： ?。篟7=24kΩ；R6=150kΩ。 （6）確定T1的靜態(tài)工作點ICQ1；VCEQ 因為

9、第一級是放大器的輸入級，其輸入信號比較小，放大后的輸出電壓也不大。所以對于第一級，失真度和輸出幅度的要求比較容易實現(xiàn)。主要應考慮如何減小噪聲，因輸入級的噪聲將隨信號一起被逐級放大，對整機的噪聲指標影響極大。晶體管的噪聲大小與工作點的選取有很大的關(guān)系，減小靜態(tài)電流對降低噪聲是有利的，但對提高放大倍數(shù)不利。所以靜態(tài)電流不能太小。在工程計算中，一般對小信號電路的輸入級都不詳細計算，而是憑經(jīng)驗直接選?。? ICQ1=0.1~1mA 鍺管 ICQ1=0.1~2mA 硅管 VCEQ=（2~3

10、）V 如果輸入信號較大或輸出幅度較大時不能用此方法，而應該具體計算。計算方法與計算第二級的方法相同。 （7）確定T1管的集電極電阻R3，發(fā)射級電阻R4、R5： 由圖五知： ?。篤E1=3V；VCEQ1=3V；ICQ1=0.5mA 則： ?。篟3=36kΩ ?。篟4=1kΩ；R5=5.1kΩ (8)選擇T1管 選取原則與T2相同：BVCE0＞Ec=24V； ICM＞5mA； PCM＞7.5mW，根據(jù)現(xiàn)有條件選用S9011，實測β1=100。 （9）T1管基極電阻的選取 ?。篒R=10IBQ，VE1=3V 取68 由圖六知；

11、 ?。篟1=390kΩ；R2=68kΩ （10）耦合電容和旁路電容的選取 各級耦合電容及旁路電容應根據(jù)放大器的下限頻率f1決定。這些電容的容量越大，則放大器的低頻響應越好。但容量越大電容漏電越大，這將造成電路工作不穩(wěn)定。因此要適當?shù)倪x擇電容的容量，以保證收到滿意的效果。在設計時一般按下式計算： 其中：RS是信號源內(nèi)阻，ri1是第一級輸入電阻。 其中：r01是第一級輸出電阻，ri2是第二級輸入電阻。 其中：ro2是第二級輸出電阻。 其中：Rb=R6//R7//R3 由于這些公式計算繁瑣，所以在工程計算中，常憑經(jīng)驗選?。?

12、耦合電容：2~10μF 發(fā)射極旁路電容：150~200μF 現(xiàn)在用第二種方法確定C1、C2、C3、Ce1和Ce2 ?。篊1=C2=C3=10μF Ce1=Ce2=100μF 電容器的耐壓值只要大于可能出現(xiàn)在電容兩端的最大電壓即可。 （11）反饋網(wǎng)絡的計算 根據(jù)深反饋的計算方法，由圖七知： ∵ ∴ Rf=122R4-R4≈120kΩ ?。? Rf=6.8kΩ，Cf=10μF 根據(jù)上述結(jié)果，可得電路圖（圖八） 4、理論計算 （1）根據(jù)電路圖中的實際參數(shù)值，畫出直流通路,求靜態(tài)工作點。 第一級：Ub1==2

13、4=3.56V; Ic1=Ie1=0.49mA; Ib1= =0.0049mA; Uce1=Ucc-(R3+R4+R5)Ic1=3.37V; 第二級： Ub2== =3.31V; Ic2=Ie2=2.46mA; Ib2==0.025 mA; Uce2=Ucc-(R8+R9)Ic2=6.04V （2）畫出微變等效電路，電壓放大倍數(shù) Rbe1=200+(1+)5.56 kΩ; =R3//R6//R7//rbe2=1.16kΩ; Re=R4//Rf+(R8//RL)=0.99 Au1=--1.1 Rbe2=200+(1+)1.27 kΩ； 2=R8

14、//(R4+Rf) //RL = 1.49kΩ; Au2=--117.3 Au= Au1* Au2=129.03 （3）計算各級的輸入電阻和輸出電阻。 第一級：ri1=R1//R2//【Rbe1+（1+）（R4//Rf+(RL+R8)】=37.36 kΩ； ro1=R3//R6//R7 =13.14kΩ 第二級：ri2=R3//R6//R7//Rbe2=1.12 kΩ; ro2=R8//(R4+Rf) =5.90kΩ （4）判別負反饋。 串聯(lián)電壓負反饋 （三）利用EWB電路仿真軟件對設計的電路進行仿真 1用EWB畫的原理圖 2獲得頻率特性圖

15、 3輸出波形圖 4靜態(tài)工作點 5元器件的明細表 四、收音機安裝、調(diào)試過程及體會 1、收音機的安裝 2010年11月7日，我們在學院電工實驗室進行了收音機安裝實驗，首先在老師的講解下，我們了解了收音機的工作原理，然后老師開始領(lǐng)著我們認識了收音機的各個元器件，有電阻、電容、三極管以及各個配件等。收音機的安裝我總結(jié)為七步： 第一步 、 電路板的焊接 第二步 、 焊接電阻 第三步 、 焊接中周、變壓器 第四步 、 焊接電容、發(fā)光二極管及三極管 第五步 、 焊接雙聯(lián)撥盤、喇叭、耳機接孔、電位器撥盤 第六步 、 焊接磁棒線圈 第七步 、 電路板的測試 2、收

16、音機的調(diào)試過程 在檢查好電源及開關(guān)的情況下，收音機的故障主要表現(xiàn)為喇叭不響、喇叭發(fā)出沙沙聲而收不到電臺或喇叭發(fā)出嘯叫等情況。電路板的故障主要表現(xiàn)在虛假錯焊或電路元件失效的問題，可按以下步驟檢查： 1 電阻虛焊問題 2 電感線圈問題 3 三極管問題 3、收音機元器件的明細表（見附錄） 4、收音機安裝、調(diào)試過程的體會 通過一個收音機的安裝，使我對電子工藝的理論有了初步的系統(tǒng)了解。我了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、印制電路板圖的設計制作與工藝流程、收音機的工作原理與組成元件的作用等。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義，在日常生活中更是有著現(xiàn)實意義；也

17、對自己的動手能力是個很大的鍛煉。。在實習中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。比如做收音機組裝與調(diào)試時，好幾個焊盤的間距特別小，稍不留神，就焊在一起了，但是我還是完成了任務。。我覺得自己在以下幾個方面與有收獲： 　　1、對電子工藝的理論有了初步的系統(tǒng)了解。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義，在日常生活中更是有著很重要的現(xiàn)實意義。 　　2、對自己的動手能力是個很大的鍛煉。在實習中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。比如在焊接芯片時，怎樣把那么多腳分開焊接對我們來說是個難題，可是經(jīng)過訓練后，我們做到了。雖然在實習中會遇到難

18、題，但是從中我學到了很多，使自己的動手能力也有所提高，我想在以后的理論學習中我就能夠明白自己的學習方向，增進專業(yè)知識的強化。 五、結(jié)束語總的來說，我對這門課是熱情高漲的。第一，我從小就對這種小制作很感興趣，那時不懂焊接，卻喜歡把東西給拆來裝去，但這樣一來，這東西就給廢了?，F(xiàn)在電工電子實習課正是學習如何把東西“裝回去”。每次完成一個步驟，我都很有“成就感”。第二，電工電子實習，是以學生自己動手，掌握一定操作技能并親手設計、制作、組裝與調(diào)試為特色的。它將基本技能訓練，基本工藝知識和創(chuàng)新啟蒙有機結(jié)合，培養(yǎng)我們的實踐能力和創(chuàng)新精神，。作為信息時代的大學生，作為國家重點培育的高技能人才，僅會操作鼠標是不夠的，基本的動手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎和必要條件。 附錄： 附錄1 收音機元器件的明細表 附錄2 第15頁