模拟电子课程设计.doc

1.1 模拟电子技术课程设计题选 一、可编程放大器设计 简要说明： 放大器的放大倍数一般可以通过电位器调节。在自动控制系统中，有时希望用计算机的指令来改变放大倍数，本题提出的任务就是属于这种情况。 设计任务和要求： 设计并制作一个可编程放大器，其要求如下： 1．电压放大倍数由计算机的指令给定，即计算机通过数据线将BCD码N（8bit）送给数据锁存器（它是可编程放大器的一部分，其地址码由设计者选定）后，放大器的输出电压与输入电压符合下列函数关系： 直到计算机给它送来新的数据以前，在温度等因素不变的条件下，这个函数关系保持不变。 2．电压放大倍数的实际值与上述函数关系中的N之差的绝对不超过，其条件是：⑴ 1≤N≤99； ⑵ vO的绝对值在1V至10V范围以内； ⑶ 温度在100C至300C范围内； ⑷ vI是变化缓慢的直流信号； 3．输入电阻不小于100MΩ。 提示： 可将8只加权电阻分别与8只开关（它们的通断状态由数据锁存器的输出控制）相串联，再把这8条支路并联起来，作为反相比例电路中的电阻，便可构成基本的可编程放大器。 二、可编程直流电源设计 简要说明： 在自动控制系统中，有时需要一种由计算机指令设置输出电压大小的直流稳压电源，通常将这种电源称为可编程直流稳压电源。它的输出电压VO与计算机送到特定地址的数据N之函数关系是 其中是比例系数。 计算机的输出指令可用数码锁存器代替。 为了避免因稳压电路故障而损坏计算机，可用光电耦合器实现电隔离。 设计任务和要求： 1．当数码寄存器给出一个数据N后，该电源的输出电压值为 其中N是8位的BCD码数据，即N是小于100的正整数或零，V0的单位为伏特。 2．在数码寄存器送出新的数据以前，该电源的输出电压变化量之绝对值不超过20mV，其条件是： ⑴ 交流电网电压的有效值在190V至250V范围内； ⑵ 输出电流在0至100mA范围内; ⑶ 环境温度在100C至350C范围内； 3．输出电压的实际值与按计算得出的理论值之误码差的绝对值不超过 0．1V； 三、温度测量与控制电路设计 1．设计任务与要求 在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制、调节该系统的温度。 要求： ⑴ 被测温度和控制温度均可数字显示； ⑵ 测量温度为0(1200C，精度为(0．50C； ⑶ 控制温度连续可调，精度(1OC；与VREF进行比较，比较结果（输出状态）自动地控制、调节系统温度。 （3）报警部分：设定被控温度对应的最大允许值Vmax，当系统实际温度达到此对应值Vmax时，发生报警信号。 （4）温度显示部分采用转换开关控制，可分别显示系统温度、控制温度对应值VREF，报警温度对应值Vmax。 3．参考原理框图 ⑴ 传感器可以采用铂电阻、精密电阻和电位器组成测量电桥，电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号，将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤去。如图3．1所示。 在0oC,调节，使显示器显示0oC。在50oC时，调节放大器的增益（调节电位器），使显示器显示50oC 。注意放大的输出电压不允许大于A/D转换器的最大输入电压值。 ⑵ 被测温度信号电压加于比较器（Ⅰ）与控制温度电压VREF进行比较，比较结果通过调温控制电路控制执行机构的相应动作，使被控系统升温或降温。 ⑶ 当控制电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度对应值，用声、光报警电路发出警报，值班人员将采取相应的紧急措施。 ⑷ 开关S1可分别闭合系统温度、控制温度电压VREF和报警温度电压，通过A/D转换器将模拟量转换成数字量，显示器显示出相应的温度数值。 四、三极管β值数显式测量电路设计 说明：三极管电流放大系数β可用晶体管特性图示仪测量，但存在读数不直观和误差大等缺点。本题要求制作的三极管β值数显式测量电路用数码管和发光二极管显示出被测二极管的β值，从而读数直观，误差较小。 1．设计任务和要求 ⑴ 可测量NPN硅三极管的直流电流放大系数β值（设β200）。测试条件如下： ① 允许误差为±2%。 ② ，且对于不同β值的三极管，的值基本不变。 ⑵ 该测量电路制作好后，在测试过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。 ⑶ 用二只LED数码管和一只发光二极管构成数字显示器。发光二极管用来显示最高位，它的亮状态和暗状态分别代表“1”和“0”，二只数