课程设计报告样本

湖南工业大学

课程设计

资料袋

理学院（系、部） __2013~2014__ 学年第 _一_ 学期

课程名称电子线路1 指导教师黄仲职称讲师

学生姓名黎家良、林声冠、向盟盟专业班级电子信息科学与技术1201 学号 06、08、15 题目“窗口”电压比较器设计

成绩起止日期 13 年 12月 23日～ 13年 12 月 27 日

目录清单

湖南工业大学

课程设计任务书

2013—2014 学年第 1 学期

理学院学院（系、部）电子信息科学与技术专业 1201 班级课程名称：电子线路1 _

设计题目：“窗口”电压比较器设计

完成期限：自 2013 年 12 月 23 日至 2013 年 12 月 27 日共 1 周

指导教师（签字）：年月日

系（教研室）主任（签字）：年月日

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设计说明书

“窗口”电压比较器设计

起止日期： 2013 年 12月 23日至 2013年 12月 27日

学生姓名黎家良、林声冠、向盟盟

班级电子信息科学与技术1201

学号06、08、15

成绩

指导教师(签字)

理学院（部）

2013年 12月 23日

1．课题研究的背景和意义

电压比较器可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。

简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。

运放，是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器输入是线性量，而输出是开关（高低电平）量。一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。

可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07OP27，这些都可以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339、LM393是专业的电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合，其实它们也是一种运算放大器。

2．课题研究的内容

基本共射放大电路虽然有增益高的特点，但要实现稳定增益和高输入电阻，还必须在电路中引入其它技术方法，形成改进的电路结构。所以首先必须对设计电路的技术指标进行分析，在此基础上，研究为了实现所要求的技术指标，引入何种技术方法及与如何融入的方法，以形成相应的电路结构。

确定电路结构后，需要对实际搭造电路中的各种情况充分分析考虑，如使用的元器件参数不完全一致，工作环境不同等。在此基础上进行设计计算，保证在各种不同情况下，电路的设计技术指标都能满足要求。

在设计计算的基础上，依据元器件的标称值范围，探讨器件参数留有合理的裕量，以保证安全性，又要考虑成本因素，选择恰当的器件。

为保证电路设计的可靠性，还需要对设计的电路进行指标核算。

在设计计算与核算中，要利用和探讨可靠与有效的计算方法，研究怎样合理有效利用电路设计和验证的辅助工具，以提高设计效率和设计的可靠性。

3．功能的拟实现

（1）从实现最主要的技术指标---稳定的增益和高输入电阻出发，

可以考虑采用深度负反馈的技术方法。这样做，一方面，增益仅与

参数值极为稳定的电阻元件有关，增益稳定性能得到可靠的保证。

（2）引入深度负反馈，增益会极大下降，要保证实现增益指标，

就要求未引入负反馈时的基本放大器增益足够高。从稳定增益的角度，不宜用β太高的晶体管，这又使得一级放大器难以达到高增益。

所以，可以考虑用两级放大。

设计（研究）方案和进度安排：

第一阶段：（5月8日—6月26日）课程设计的相关资料的搜集。

第二阶段：（12月23日―12月24日）确定电路结构，初步完成设计计算。在老师指导下，确认设计的可行性。

第三阶段：（12月25日）完成设计计算，选择好元器件。

第四阶段：（12月26日）完成电路设计核算，确认设计的可靠性。

第五阶段：（12月27日）完成设计报告的写作和文本打印。

本组成员：***， ***， ***

附件：

附件1.设计电路图

元器件清单

序号名称规格型号数量T 1，T2 小功率NPN管 3DG6A β80∽100 2

R1 碳膜电阻… 1/8W ±5% 1

R2 碳膜电阻… 1/8W ±5% 1

R3 金属膜电阻… 1/8W ±1% 1

R4 金属膜电阻…. 1/8W ±1% 1

R5 碳膜电阻 13K 1/8W ±5% 1

R6 碳膜电阻 7.5K 1/8W ±5% 1 R7 金属膜电阻… 1/8W ±1% 1

R8 碳膜电阻 2K 1/8W ±5% 1

R9 碳膜电阻 1 K 1/8W ±5% 1

RW 碳膜电阻… 1/8W ±5% 1

C1，2，3，5 电解电容 22μ 15V ±5% 5

C4 电解电容 47μ 15V ±5% 1 仿真结果

附件2：电路设计计算说明 一 .电路设计计算（报告中可不写）

1）.由深度负反馈的要求1+A F 》1，取A F =30。

根据AF A A f +=1

得 A dA

AF A dA d A A f

f 31111=

+= 在dA/A 不超过50%时，

A

A f

f

d 就不会超过2.0%，满足

Af 变化不大于3%的要求。

取F=1/30，此时，Af=30，满足设计要求。但这需要 A 不小于900。在A 大于900时，AF 更能满足AF 》1。

因此，两级放大电路的各级的基本放大器放大倍数各取30以上。

2）.T2级设计

考虑负载在1—3K 之间，从阻抗匹配考虑，取R8=2K 。

则RL ′最小时为0.66K 。因要求最大不失真电压幅度为2V ，Icm* RL ′=2V ，故Icm 应不小于2/0.66=3.01mA ，留点余量，静态电流IC 取3.2mA 。 由下图关系：

取VCE=2.6v 。

按稳定静态要求，取VE=4VBE=2.8v ，则R9=2.8/IC=2.8/3.2=0.87K ，取1K 。 电源电压至少取2.6+3.2*（2+1）=11.6V ，取12V 。

T2级放大倍数r

R A be

L

V

'β-

=,

)1(13.8200)

()

(26)

1(200ββ++=++≈mA mv I r C be 即使β取90，其值也不超过1K 。所以，我们取β=50---80 也足以保证AV>30.

按β=50的下限计算，基极静态电流IB 最大不超过 IC/β=3.2/50=60.4μA 。 按静态稳定性要求，R5上电流取 IB

的

10

倍也不过

0.6mA 。所以，R5+R6=12/0.6=20K 。又

V V R

R R

B 5.3126

5

6

==+?

，

可解得R6=5.83K ，R5=14.17K ，

取序列值，R5=13K ，R6=7.5K 。

R8上最大电压为12V ，R8上的最大功率为12*12/R8 =144/2（mw ）=72（mw ）<1/8w, 故R8的额定功耗取1/8。 同样可计算得其它各电阻的额定功耗取1/8W 都足够。

T2晶体管选择：如上述，取晶体管β=50---80。晶体管上电压VCE 最大为12V （晶体管电流为0时），晶体管电流IC 最大值为12/（R8+R9）=12/3=4mA （晶体管饱和时）。查阅晶体管手册知3DG6A 的参数为：集电极-基极反向击穿电压BV CEO ≥20V ，最大集电极电流I CM =20Ma ，耗散总功率Ptot=100mW ，故晶体管选择型号3DG6A ，β=50---80完全满足要求。

3）.T1级设计计算（略）

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