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昆明理工大学《电子技术》课程设计报告指导教师:陈颀学院：信息工程与自动化学院班级：姓名：学号：学期：2014－2015学年短学期时间：题目：1、压控振荡电路的仿真实验与分析监测报警电路设计2、MF47型万用表装配目录《电子技术》课程设计任务书……………………………………………1一、Multisim仿真实验…………………………………………………………3（一）压控振荡电路………………………………………………………41.方案论证…………………………………………………………………32.电路分析…………………………………………………………………33.各单元电路和电路总图…………………………………………………44.Multisim电路原理图和不同电路参数下数据分析截图………………5（二）监测报警电路…………………………………………………………51.方案论证…………………………………………………………………82.电路分析…………………………………………………………………83.各单元电路和电路总图…………………………………………………94.Multisim电路原理图和不同电路参数下数据分析截图………………10二、MF-47型万用表装配………………………………………………………111.课题任务和要求…………………………………………………………112.万用表原理简要说明……………………………………………………113.装配过程记录……………………………………………………………124.安装、调试过程记录……………………………………………………13三、课程总结……………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………………161《电子技术》课程设计任务书课题1（1）压控振荡电路一、课题任务：压控振荡电路的设计、仿真实验与分析二、课题要求：1.设计一压控振荡电路，简述该电路的原理；2.当输入电压ui为-5V、-2V时，输出电压uo的频率为多少，观察uo1、uo的波形并分析；3.当输入电压ui为-4~-12的锯齿波时，输出电压uo1是什么波形，为什么？4.Multisim仿真：（1）Multisim仿真演示；（2）Multisim环境下电路原理图截图；（3）Multisim环境下不同电路参数情况时数据分析截图。（2）监测报警电路设计一、课题任务：设计一电路能对环境参数发生变化时（例如火灾等危险情况）实施监测报警；二、课题要求：1、在环境参数发生改变并达到系统设置报警限时，系统能通过声光报警发出警示；2、环境参数恢复正常时，系统停止声光报警；3、Multisim仿真：（1）Multisim仿真演示；（2）Multisim环境下电路原理图截图；（3）Multisim环境下不同电路参数情况时数据分析截图。2课题2MF47型万用表装配任务和要求：1、完成MF47型万用表装配：2、实现其功能。3一Multisim仿真实验（一）压控振荡电路的设计、仿真实验与分析1、方案论证：对所采用电路进行工作原理阐述；本次设计应用集成运放和电阻电容组成反相积分电路，再和多个电阻构成滞回比较器电压比较器，分别给两个电路输入两个参考电压，然后由反馈电阻控制二极管的导通和截止，此电路由直流源输入，直流源经过积分器得到一个uo1的波形为锯齿波，然后波经过一个比较器把锯齿波转变成脉冲波。在反相积分电路的输入端接入不同大小的直流源，从而来控制电容的充放电的时间，以此来控制输出频率的变化，从而实现电压控制频率的这一目的。2、电路分析：分单元对电路进行详细的参数计算，选用元件；（1）反向积分电路下图是一个典型的积分电路图，由电阻和电容以及运放组成。可以看出，输入信号经过了一个电阻后经过反馈流到电容上，但此时认为电容的初始电量为零，故此时给电容充电。为了满足设计要求，故选用了50K的电阻和20nF的电容来构成反相积分电路。（2）滞回比较器滞回比较器由电阻和稳压二极管组成。可用于产生矩形波、三角波和锯齿波等各种非正弦波信号，也可用于波形交换电路。当集成运放反相端和同相端的电位相等，输出端的状态将发生跳变。本次设计的电路图中比较器为同相比较器，由同相端输入，翻向端接地，即参考电压为0V，所以积分电路的输出（比较器输入）Uo1等于0时发生跳变。为满足设计，要求采用理想比较器和2个稳压二极管1N754A以及不同阻值4的电阻来构成滞回电压比较电路，滞回比较器电路中引人了正反馈。3、各单元电路和电路总图；（1）反向积分电路图1（2）同相滞回比较电路图2（3）电路总图图3图5所示电路中U3是积分电路，U2是同相输入滞回比较器，它起开关作用。开始时直流源给C1充电，Uo1电位升高，当滞回比较器U2同相端电位高5于0时，Uo2跳变为+Uz，输出为高电平，二极管D3导通，电容放电，构成逆时针放电回路。因为回路中R5比R1小很多，所以放电很快，Uo1电位下降很快，U2的同相端很快下降至小于0，此时Uo2从+Uz跳变为-Uz，输出为低电平，二极管截止，直流源经R1继续向C1充电。如此循环，产生振荡。4、Multisim电路原理图截图和不同电路参数情况下数据分析截图。（1）当输入电压ui为-5V、-2V时，电路图和波形如下图4图56图6图7Ui=-5时，输出电压周期T=1.126ms，频率f=888.1HzUi=-2时，输出电压周期T=2.555ms，频率f=391.4Hz在积分电路的输入端接入的直流源的幅值越大，对于同一个电容的充放电的时间就越短，会导致电路中产生的振荡周期越小，则对应的频率就越大。（2）当输入电压Ui为-4~-12的锯齿波时，电路和波形如下7图8图9图108（二）监测报警电路设计1、方案论证：对所采用电路进行工作原理阐述；监测电路中有可变电阻，当环境参数发生变化时，可变电阻的阻值会发生变化而控制必列运算电路的输入电压；比例运算实现电压差。并用输出控制单限比较器；不同的电压使单限比较器输出不同的电平，一定范围的电平使二极管和晶体管导通，控制报警电路；导通后二极管发光，蜂鸣器发声报警。2、电路分析：分单元对电路进行详细的参数计算，选用元件；（1）比例运算电路：从可变电阻采集到环境参数的变化，数值输入比例运算放大器，由电阻引入负反馈，构成差分比例运算电路；比例运算电路的输出端电压传到单限电压比较电路。（2）单限电压比较器根据(-Rf/R)U算出差分比例电路U1处输出的电压放大三倍，单限比较器U2处设置的参考电压为3V，与输入电压比较，阀值电压为3V。当U2处输入电压小于阀值电压时输出低电平，发光二极管和蜂鸣器不工作。当输入电压大于阀值电压时输出高电平，此时发光二极管和蜂鸣器同时工作。（3）声光报警电路若运算放大器输出的电压大于单限电压比较器的阈值电压，则就可以通过单限电压比较器，然后作用在发光二极管LED灯和蜂鸣器上。若运算放大器输出电压小于阈值电压，则电流不会通过单限电压比较器，此时二极管工作在低电平状态，就不会发光，不会有任何警报。当输入电压达到发光二极管LED灯和三极管正常工作电压时，二极管发光，蜂鸣器发声，实现报警，否则，不能实现报警。93、各单元电路和电路总图；（1）比例运算电路图11（2）单限电压比较器图12（3）声光报警电路图13（4）电路总图10图144、Multisim电路原理图截图和不同电路参数情况下数据分析截图。（1）滑动变阻器小于等于50%时，二极管LED不发光，不报警。图15（2）滑动变阻器大于50%时，二极管LED发光，报警。图1611二MF-47型万用表装配1、课题的任务和要求；（1）完成MF47型万用表装配：（2）实现其功能。2、万用表原理简要说明；图17万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。指针表读取精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小；数字表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。本次焊接的是指针表指针表内一般有两块电池，一块低电压的1.5V,一块是高电压的9V,其黑表笔相对红表笔来说是正端。在电阻档，指针表的表笔输出电流很大，用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声，用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管。在电压档，指针表内阻相对数字表来说比较小，测量精度相比较差。某些高电压12微电流的场合甚至无法测准，因为其内阻会对被测电路造成影响。数字表电压档的内阻很大，至少在兆欧级，对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响，在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。总之，在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表，在低电压小电流的数字电路测量中适用数字表，不是绝对的，可根据情况选用指针表和数字表。3、装配过程记录；a.电子元器件的检测与筛选（1）在焊接前，我们应该检查万用表的元件清单，清点完后将材料放回塑料袋，检查所有元器件，应保证元器件上的各种型号、规格、标志清晰；元器件应完整无损；元器件各项参数符合要求，元器件齐全无误。（2）首先在万用表的清单上找出所有电阻的阻值，然后取出所有普通电阻，根据电阻上的色环来读出每个电阻的阻值，分别将读出来的电阻插到对应的29个电阻的位置上，完成后，用数字万用表分别检测每个电阻的阻值，看是否有电阻读错。将六个二极管也插到上面。b.焊接步骤及工艺要求（1）焊接主板。参考MF47型万用表的原理图，插接元件进行焊接。元件应排列整齐，焊接牢固；焊点应均匀，表面应光滑圆润，无裂痕气孔；保证无虚焊、假焊。首先焊接电阻和二极管和电容。注意二极管和电容的正负极性。然后根据装配图固定4个支架，晶体管插座，保险丝夹，零欧姆调节电位器和蜂鸣器。（2）焊接表头。将表头正极与电路板焊接，然后用数字式万用表将表头与WH2电位器串联的阻值调至2.5欧。然后将表头的负极接入主板上。（3）电刷的安装。应首先将档位开关旋钮打到交流250伏档位上，将电刷旋钮安装卡转向朝上，V形电刷有一个缺口，应该放在左下角。c.机械部件的安装调整；万用表故障的排除；13图18图194、安装、调试过程记录。首先查看自己组装的万用表的指针是否对准零刻度线，如果没有对准，则进行机械调零。然后装入一节1.5伏的二号电池和一节9伏的电池。（1）档位开关旋钮打到BUZZ音频档，在万用表的正面插入表笔，然后将它们短接，听是否有鸣叫的声音。如果没有，则说明安装的蜂鸣器线路有问题。14（2）档位开关旋钮打到欧姆档的各个量程，分别将表笔短接，然后调节电位器旋扭，观察指针是否能够指到零刻度线。（3）档位开关旋钮打到直流电压2.5伏档，用表笔测量一节1.5伏的电池，在表盘上观察指针的偏转是否正确。（4）档位开关旋钮打到直流电压10伏档，用表笔测量一节9伏的电池，在表盘上观察指针的偏转是否正确。（5）档位开关旋钮打到交流电压250伏档，用表笔测量插座上的交流电压。（6）档位开关旋钮打到﹡10K欧姆档，测量一个实际电阻。（7）然后依次检测其它欧姆档位。如果有标准的万用表，则可以将测量的值进行比较，各档检测符合要求后，即可投入使用。三课题总结通过这一周的课程设计，我收获了很多，学到了很多书本上没有的东西。首先，课程设计包含了两个部分，电路的仿真和万用表的装配。这次课程设计让我认识得到了很大程度的锻炼和提高。一方面，通过在计算机上借助Multisim软件对学习过的模拟电路进行仿真，对简单的知识点进行结合加以应用，让我对模拟电子技术这门课程的知识有了更深刻的巩固，掌握并熟悉了更多电子仪器的使用方法，掌握电子电路的测试方法，了解常用电子器件的类型和特性，同时掌握如何合理选用电子器件的原则。另一方面，装配MF-47万用表是对理论知识的实际操作和体会，通过自己动手对实用型模拟电路的设计、安装、调试等各环节，培养了我运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。在课程设计过程中，我更加熟悉了一些