电子设计大赛实验报告
2014年省大学生电子设计竞赛实验报告
无线电能传输装置（F题）
2014年8月15日
摘要：本设计基于磁耦合式谐振荡电路来进行无线电能传输，点亮LED灯。由于输入和输出都是直流电
的形式，因此本系统将分为以下四个部分：第一部分为驱动电路（DC-AC），为使直流分量转化成交流电并通过耦合线圈将电能传输给负载，采用LC谐振的方式让回路中电容和电感构成一个二阶LC谐振电路，驱动MOS 管形成交流电。第二部分为发射电路（AC-AC），应用电磁感应原理，在二次线圈中产生感应电流并输给接受电路。第三部分为电能转换电路（AC-DC），输出的感应交流电经整流桥桥式整流后流入升压电路。第四部分为升压电路（DC-DC），对整流之后的直流进行升压，防止整流后的电压无法驱动LED。本设计分模块搭建并对各个部分电路进行原理分析。在调试时，采用分模块调试，根据调试结果修改参数，最终形成一个完整的稳定系统。
关键词：
磁耦合式谐振荡电路 LC振荡电路桥式整流 DC-DC升压
[Abstract]
The design is based on magnetic resonance oscillation circuit coupled to the wireless power transmission, lit LED lights. Since the input and output are in the form of direct current, so the system will be divided into the following four parts: The first part of the drive circuit (DC-AC), is converted into alternating current so that the DC component and the power transmission through the coupling coil to the load, using LC resonant circuit in a manner so that the capacitance and inductance form a second order LC resonant circuit, the AC drive MOS tube formation. The second
part is the transmitter circuit (AC-AC), application of the principle of electromagnetic induction, induced current in the secondary coil and lost to accept circuit. The third part is the power converter circuit (AC-DC), alternating current output induced by the flow into the booster circuit bridge rectifier bridge rectifier. The fourth part is the boost circuit (DC-DC), DC rectified after boosting prevent rectified voltage can not drive LED. The design of the various parts of sub-module structures and principles of circuit analysis. When debugging, using sub-modules debug, modify parameters based debugging results, eventually forming a complete stabilization system.
[Key words]
Magnetically coupled harmonic oscillator circuit LC oscillator circuit bridge rectifier DC-DC boost
目录
Equation Chapter 1 Section 12014年省大学生电子设计竞赛实验报告 (1)
无线电能传输装置（F题） (1)
摘要：本设计基于 (1)
关键词： (1)
磁耦合式谐振荡电路 LC振荡电路桥式整流 DC-DC升压 (1)
1系统方案 (3)
1.1发射驱动电路方案的论证及分析 (4)
1.2接收电路方案的论证及分析： (4)
1.3输出电路方案的论证和选择： (4)
2系统理论分析与计算 (5)
2.1电路设计分析及原理 (5)
2.1.1发射驱动电路的设计分析 (6)
2.1.2接收电路的分析 (7)
2.1.3 输出电路的分析 (9)
2.2 发射驱动回路器件的选择及参数计算 (10)
2.3接收电路回路器件的选择及参数计算 (10)
2.4 发射与接收线圈的选择及参数计算 (10)
3电路与程序设计 (11)
3.1电路的设计 (11)
3.1.1系统总体框图 (11)
3.1.2发射驱动电路字系统框图与电路原理图 (11)
3.1.3接收电路系统框图与电路原理图 (12)
3.1.4发射电路原理 (12)
4测试方案与测试结果 (13)
4.1测试方案 (13)
4.2测试条件与仪器 (13)
4.3测试过程及分析 (13)
4.3.1测试数据 (14)
4.3.2测试结论 (15)
附录： (15)
发射部分： (15)
接收部分： (16)
输出部分： (16)
1系统方案
题目分析：
图1 电能无线传输装置结构框图
题目给出的电路功能结构框图如图1所示，输入直流电压U1=15V，输入直流电流I1≤1A，驱动电路将流入的直流逆变成交流。交流通过发射线圈，经无线传输后在接收线圈中产生感应电流。经过电能变换后，整流后的直流给1W的LED供电，其中输出直流电压U2≥8V，输出直流电流I2=0.5A。
系统的输入输出皆为直流，但因为部有无线传输模块，而无线电能传输是基于电磁感应原理，即为广义的AC-AC转换器。所以驱动电路中必有DC-AC转换器，电能变换电路中必有AC-DC转换器。三个转换器是本设计的核心。但是考虑到线圈的耦合系数和电路部的损耗，初始直流输入15V产生的功率可能不够，所以得进行升压变换，加入第四个转换器——DC-DC。
除此之外，题目还给了两个最优目标：在达成要求的基础上，尽可能提高该无线电能传输装置的效率η；在保持LED灯不灭的条件下，尽可能延长发射线圈与接收线圈间距离x。因此，综合考虑，我们的方案如下。
1.1发射驱动电路方案的论证及分析
驱动电路的目的是将直流逆变成交流从而驱动发射电路，以下就逆变方式对方案进行分析。
方案一：选用RC振荡，采用TI公司生产的NE555
芯片构成振荡频率约为510KHz的信号发生器，为
功放电路提供激励信号，谐振荡放大器由LC并联
谐振回路和开关管IRF840构成，将一可调电容器
与固定电容相并联来调节谐振频率。我们对此方
案进行了尝试制作，发现该电路回路复杂，功率
较大，效应管很容易发热且易烧坏，且对振荡线
圈要求较高。
方案二：我们设置了两个MOS场效应管来进行电路驱动。选用继电器来进行启动，能起到很好的保护作用。我们在面包板上预留一些可以直接插独石电容的卡槽，一方面与发射线圈（电感）形成LC振荡电路，另一方面方便我们调频，分析在何种情况下传输效率最高。
综上：对比两者，方案二功耗小而且电路简单，利于我们进行制作。
1.2接收电路方案的论证及分析：
接收电流需要经过整流、滤波，现对这部分进行分析论证。
方案一：由于整流电路结构比较简单，所以我们可以采用二极管和电容建出模拟的全波整流桥。
方案二：采用集成整流桥，配合铝电解电容进行滤波。该方案有比较成熟的芯片技术作为基础。
因此，我们最终选择了方案二。
1.3输出电路方案的论证和选择：
输出电路部分比较简单，我们只需用开关控制点亮两只1W的LED灯泡即可。
另外，经过变换得到的电压可能无法满足题干要求，因此我们设计了备用的升压电路。
方案一：选用XL6009芯片进行升压。
图2 XL6009芯片升压模块
方案一中升压后输出电压围为5V~30V ，工作电压为5V~32V ，且外围简单,系统设计方便灵活。
方案二：选用LM2577-ADJ 芯片进行升压
。
方案二的输入电压围为3.5V-40V ，能按照121.23(1/)out V V R R =+进行电压放大，将R1换成滑动变阻器，通过调节滑动变阻器的大小我们能调节放大倍数，从而控制输出电压大小。考虑到传输过程中的损耗和影响耦合系数的因子过多且无法避免，应留有25%的控制余量，所以选用方案二。
2系统理论分析与计算
2.1电路设计分析及原理
基于磁场谐振耦合的无线电力传输，实际上是将磁场作为传输的介质，通过共振建立发射与接收装置之间的传递通道，从而有效地传输能量。
共振系统又多个具有相同本征频率的物体构成，能量只在系统中的物体间传递，与系统之外的物体基本没有能量交换，在达到共振时，物体振动的幅度达到最大。
基于磁场谐振耦合的无线电力传输理论的基础是耦合模型理论（CMT ）。在耦合模型理论中，对于由两个物
体1和2构成的共振系统，设两个物体的场幅值分别为
1()
a t、
2()
a t，在无激励源的情况时，对一个存在损耗的系统，系统满足方程（1）、（2）
式中ω1、ω2是各自固有频率，
1、
2
是固有损耗率，取决于物体的固有（吸收、辐射等）的损失，k
是耦合系数。用矩阵形式表示即为：
对于共振系统，具有相同的共振频率，可以认为ω1=ω2=ω0,
1=
2
=2
f
LC
π
=
,于是可求解得到B的特征值，即系统的固有频率
可见，由于耦合的关系使系统的固有频率分开，之间的差别为2k。
假设t=0时，已知
1(0)
a值，且
2(0)
a=0，代入jwt
e，为简化计算，当k>>时。可以忽略损耗，求得在物体1、物体2中所含能量表达式为
可见，两物体能量的交换最小损失发生在t=π/2k这一时刻。耦合系数k体现了系统的两物体之间传递能量的速率，当k>>时，在t=π/2k这一时刻，除了比较小的损耗外，能量比较理想地由物体1完全传递到物体2.
2.1.1发射驱动电路的设计分析
发射驱动电路如图所示：
在电路中我们连入了一个发光二极管，用来检测电路是否通路，同时也是一个启动标志。我们采用双MOS 管的组合进行驱动，形成自激振荡。
产生自激振荡必须同时满足两个条件：
1、幅度平衡条件|AF|=1
2、相位平衡条件φA+φF=2nπ（n=0,1,2,3·）
其中，A指基本放大电路的增益（开环增益），F指反馈网络的反馈系数
同时起振必须满足|AF|略大于1。
如果振荡电路满足起振条件，在接通直流电源后，它的输出信号将随时间的推移逐渐增大。当输出信号幅值达到一定程度后，放大环节的非线性器件接近甚至进入饱和或截止区，这时放大电路的增益A将会逐渐下降，直到满足幅度平衡条件AF=1，输出信号将不会再增大，从而形成等幅振荡。这就是利用放大电路中的非线性器件稳幅的原理。由于放大电路进入非线性区后，信号幅度才能稳定，所以输出信号必然会产生非线性失真(削波)。为了改善输出信号的非线性失真，我们在放大电路中设置非线性负反馈网络，实际电路中我们加入了两只二极管，使放大电路未进入非线性区时，电路满足幅度平衡条件(AF=1)，维持等幅振荡输出。另外，我们并入了6只独石电容，与线圈形成LC振荡回路。至此，发射驱动部分告一段落。
2.1.2接收电路的分析
接收电路如图所示：
2011-年全国大学生电子设计竞赛实验报告
2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告 一、实验目的 1、熟练掌握各种常用实验仪器的使用方法。 2、熟悉LM324运放的典型参数及应用。 3、掌握PDF 资料的查询与阅读方法。 4、掌握电子设计与调试的基本流程及方法。 二、实验内容 设计要求： 使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1，实现下述功能： 1. 使用低频信号源产生100.1sin 2()i U f t V =∏，f 0 =500Hz 的正弦波信号，加至 加法器输入端。 2. 自制三角波产生器产生T=0.5ms （±5%），V p-p =4V 的类似三角波信号1o u ，并加至加法器的另一输入端。 3. 自制加法器，使其输出电压U i2 = 10U i1+U o1。 4. 自制选频滤波器，滤除1o u 频率分量，得到峰峰值等于9V 的正弦信号2o u ，2o u 用示波器观察无明显失真。 5.将1o u 和2o u 送入自制比较器，其输出在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 方案论证与数值计算： 由于电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给，而
LM324N具有宽的单电源或双电源工作电压范围，单电源：3-30V,双电源：1.5V-15V,经过试验我们选择双电源供电，所以进行电源的搭建
三角波发生部分： 方案一： 三角波发生器电路按照由方波经过积分电路得到，需要两个放大器，不满足实验要求。 方案二： 利用RC充放电模拟三角波，通过两个电位器分别来调节周期和峰峰值至实验要求的值。达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。因此我们采用方案二。题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。我们由公式T=2*R14*C1*ln（1+2*R3/R15）另外运放1端输出电压设为U,则Uo1=（R15/(R15+R1））*U。选取电容为较常见的47nf , 计算得R1=2R14；R14=0-5K，所以取R1为0-10k；得到R15=0-10K; 加法器部分
电子设计实验报告
电子技术课程设计报告
目录 1. 电子琴 (2) （1.1 ）设计要求 (2) （1.2 ）设计的作用. 目的 (2) （1.3 ）设计的具体实现 (3) （1.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (7) （1.5）附录 (8) （1.6 ）参考文献 (9) （1.7 ）附图 (9) 2. 温度控制电路 (10) 2.1 ）设计要求 (10) （2.2 ）设计的作用. 目的 (10) （2.3 ）设计的具体实现 (10) （2.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等12 （2.5）附录 (12) （2.6 ）参考文献 (13) 3. ...................................................... 信号发生器13 （3.1 ）设计要求 (13) （3.2 ）设计的作用. 目的 (13) （3.3 ）设计的具体实现 (14) （3.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (17) （3.5）附录 (17) （3.6 ）参考文献 (17) 4. ...................................................... 音频放大器18 （4.1 ）设计要求 (18) （4.2 ）设计的作用. 目的 (18) （4.3 ）设计的具体实现 (18) 4.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (21) （4.5） .......................................... 附录21
（4.6 ）参考文献 (21) 简易电子琴设计报告 一.设计要求本设计是基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来完成设计任务，设计一个简易电子琴。 （1）．按下不同琴键即改变RC 值，能发出C 调的八个基本音阶，采用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。 （2）．选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数并记录对应不同音阶时的电路参数值、元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（3）．连接安装调试电路。 （4）．写出设计总结报告。 二. 设计的作用、目的 1. 学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。培养创新能力和创新思维，锻炼学生 自学软件的能力，通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能 力。 2. 培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科 学态度和勇于探索的创新精神。 3. 通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准 与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
通信电子线路实验报告4
大连理工大学 本科实验报告 课程名称：通信电子线路实验 学院：电子信息与电气工程学部专业：电子信息工程 班级：电子0904 学号： 200901201 学生姓名：朱娅 2011年11月20日
实验四、调幅系统实验及模拟通话系统 一、实验目的 1.掌握调幅发射机、接收机的整机结构和组成原理，建立振幅调制与 解调的系统概念。 2.掌握系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。 3.使用调幅实验系统进行模拟语音通话实验。 二、实验内容 1.实验内容及步骤，说明每一步骤线路的连接和波形 （一）调幅发射机组成与调试 （1）通过拨码开关S2 使高频振荡器成为晶体振荡器，产生稳定的等幅高频振荡，作为载波信号。拨码开关S3 全部开路，将拨码开关S4 中“3”置于“ON”。用示波器观察高频振荡器后一级的射随器缓冲输出，调整电位器VR5，使输出幅度为0.3V左右。将其加到由MC1496 构成的调幅器的载波输入端。 波形：此时示波器上，波形为一正弦波，f=10.000MHz，Vpp=0.3V。 （2）改变跳线，将低频调制信号（板上的正弦波低频信号发生器）接至模拟乘法器调幅电路的调制信号输入端，用示波器观察J19 波形，调VR9，使低频振荡器输出正弦信号的峰-峰值Vp-p 为0.1～0.2V. 波形：此时示波器上，波形为一正弦波，f=1.6kHz，Vpp=0.2V。 （3）观察调幅器输出，应为普通调幅波。可调整VR8、VR9 和VR11，
使输出的波形为普通的调幅波（含有载波，m 约为30%）。 （4）将普通的调幅波连接到前置放大器（末前级之前的高频信号缓冲器）输入端，观察到放大后的调幅波。 波形：前置放大后的一调幅波，包络形状与调制信号相似，频率特性为载波信号频率。f?=1.6kHz，Vpp=0.8V，m≈30%。 （5）调整前置放大器的增益，使其输出幅度1Vp-p 左右的不失真调幅波，并送入下一级高频功率放大电路中。 （6）高频功率放大器部分由两级组成，第一级是甲类功放作为激励级，第二级是丙类功放。给末级丙类功放加上+12V 电源，调节VR4 使J8（JF.OUT）输出6Vp-p左右不失真的放大信号，在丙类功放的输出端,可观察到经放大后的调幅波，改变电位器VR6 可改变丙类放大器的增益，调节CT2 可以看到LC 负载回路调谐时对输出波形的影响。 波形：此时示波器上为放大后的调幅波，f?=1.6kHz，Vpp=8V，m≈30%。 （二）调幅接收机的组成与调试 从GP-4 实验箱的系统电路图可以看出调幅接收机部分采用了二次变频电路，其中频频率分别为：第一中频6.455MHz，第二中频455kHz。由于该二次变频接收机的两个本机振荡器均采用了石英晶体振荡器，其中第一本振频率16.455MHz，第二本振频率6.000MHz，也就是说本振频率不可调。这样实验箱的调幅接收机可以接收的频率就因为第一本振频率不可调而被固定下来，即该机可以接收的已调波的中心频率应该为10.000MHz（第1本振频率－第1中频频率 = 16.455MHz - 6.455MHz =
数字电子钟课程设计实验报告
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目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
中南大学通信电子线路实验报告
中南大学 《通信电子线路》实验报告 学院信息科学与工程学院 题目调制与解调实验 学号 专业班级 姓名 指导教师
实验一振幅调制器 一、实验目的： 1．掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。 2．研究已调波与调制信号及载波信号的关系。 3．掌握调幅系数测量与计算的方法。 4．通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。 二、实验内容： 1．调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。 2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。 3．实现抑止载波的双边带调幅波。 三、基本原理 幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号。本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。1KHZ的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。 在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图2-1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚⑹、⑿之间）输出。
图2-1 MC1496内部电路图 用1496集成电路构成的调幅器电路图如图2－2所示，图中VR8用来调节引出脚①、④之间的平衡，VR7用来调节⑤脚的偏置。器件采用双电源供电方式（＋12V，－9V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。 四、实验结果 1. ZD.OUT波形： 2. TZXH波形：
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通信电子线路Multisim仿真实验报告
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目录 一、综述 .......................... 错误!未定义书签。 二、实验内容 ...................... 错误!未定义书签。 1.常规调幅AM ................... 错误!未定义书签。 （1）基本理论.................... 错误!未定义书签。 （2）Multisim电路仿真图 ........ 错误!未定义书签。 （3）结论： ...................... 错误!未定义书签。 2.双边带调制DSB ................ 错误!未定义书签。 （1）基本理论.................... 错误!未定义书签。 （2）Multisim电路仿真图 ........ 错误!未定义书签。 3.单边带调制SSB ................ 错误!未定义书签。 （1）工作原理.................... 错误!未定义书签。 （2）Multisim电路仿真图 ........ 错误!未定义书签。 4.调频电路FM ................... 错误!未定义书签。 （1）工作原理.................... 错误!未定义书签。 （2）Multisim电路仿真图 ........ 错误!未定义书签。 5.调相电路PM ................... 错误!未定义书签。 （1）工作原理.................... 错误!未定义书签。 （2）Multisim电路仿真图............ 错误!未定义书签。 三、实验感想 ...................... 错误!未定义书签。
电子线路CAD实验报告1
电子线路CAD实验报告 实验序号:1 实验名称:Altium Designer 基本操作实验日期:15.3.6 专业班级:13电信姓名:陈学颖成绩:__________ 一、实验目的： 了解AD 软件绘图环境，各个功能模块的作用，各个功能模块的作用，设置原理图 图纸环境的方法及元器件放置方法，灵活掌握相关工具和快捷方式的使用。 二、实验内容： 1，熟悉软件的设计环境参数：常规参数、外观参数、透明效果、备份选项、项目面板 设置。 2，学习使用键盘和菜单实现图纸的放大或缩小。 3，创建一个新的PCB 项目，项目名为姓名.PrjPCB。 4，打开一个例子文件，观察统一的设计环境，进行标签的分类。 5，在上述工程中创建新文件，命名为实验1.sch.设置图纸大小为A4,水平放置，工作区颜色为233 号色，边框颜色为63 号色。 6，栅格设置：捕捉栅格为5mil,可视栅格为8mil。 7，字体设置：设置系统字体Tahoma、字号为8，带下划线。 8，标题栏设置：用特殊字符串设置制图者为Motorala、标题为“我的设计”，字体为华文彩云，颜色为221 号色。 9，新建原理图文件，命名为“模板.schdoc”，设计其标题栏，包括班级、姓名、学号。三．实验操作 1.在最上方菜单中选择文件—新建—PCB工程，然后新建一个PCB项目，然后将其保存为陈学颖.PrjPCB。 2.然后在最上方菜单中选择文件—新建—原理图，然后将其命名为实验1.sch。然后在原理图工具区单击鼠标右键，在选项中选择文档选项，将其设置为图纸大小为A4,水平放置，工作区颜色为233 号色，边框颜色为63 号色。同时将捕捉栅格设置为5mil,可视栅格设置为8mil。然后选择“更改系统字体”中设置系统字体为Tahoma、字号为8，带下划线。
电子设计实验报告——充电器
实验报告 实验课程名称直流稳压电源及充电器 专业班级电信1403班 学生学号2014213940 学生姓名凌志云 实验指导教师黄光明
实验课程名称：电子设计1 一、实验项目名称：ADS06-2型直流稳压电源及充电器设计 一般晶体管电路都需要直流电源，而且是稳定的电源，才能正常工作，如收音机，电视机等。不管是用分立元件组成电路，还是用集成电路，其中都少不了放大信号的晶体管。为了保证晶体管能够保证放大信号，必须采用稳定的直流电源供电，稳定的直流电压可由干电池或蓄电池获得，但他们储蓄电量的能力有限，不能供应电器长时间工作。 稳定的直流电源可由交流电经过降压，然后经过稳压获得，这就是常见的稳压电源，他能供电器长时间工作。本课题主要设计一个连续可调稳压电路以及用这个电路对5号和7号电池进行充电，以实现其多功能化。 二、实验目的和要求： 实验目的： 1.学会直流稳压电源及充电器的设计方法和性能指标测试方法。 2.培养实践技能以及分析和解决实际问题的能力。 实验要求： 1.制作一个连续可调直流稳压电源及充电器，主要技术指标要求 （1）输出电压：交流220V，直流3V，6V （2）最大输出电流：500mA （3）电池充电器：左通道（E1,E2）充电电流50～60MA(普通充电)；右通道（E3,E4）充电电流110～130mA（快速充电） 2.稳压电源和充电器可同时使用，但两者电流之和不能超过500mA 三、实验内容和原理： 1.直流稳压电源设计思路 （1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。 （4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。 2.直流稳压电源原理 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出6V、9V的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图。
人竞赛抢答器实验报告
数电实验报告 姓名：侯婉思 专业：通信工程 班级：1111 学号： 指导老师：田丽娜 四人竞赛抢答器实验报告 一．前言 现今，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中，它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。 对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计，具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有优先能力,定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。 二．实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。 三．设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时，数码显示选手组号。 2.设计要求： 抢答器的基本功能： 1.设计一个智力抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管清零）。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，此外，要封锁输入电路，实现优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
通信电子线路实物实验报告
东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电子电路与综合实验 第一次实物实验 院（系）：信息科学与工程学院专业：信息工程姓名：陈金炜学号：04013130 实验室：高频实验室实验组别： 同组人员：陈秦郭子衡邹俊昊实验时间：2015年11月21日评定成绩：审阅教师：
实验一常用仪器使用 一、实验目的 1. 通过实验掌握常用示波器、信号源和频谱仪等仪器的使用，并理解常用仪器的基本工作 原理； 2.通过实验掌握振幅调制、频率调制的基本概念。 二、实验仪器 示波器（带宽大于 100MHz） 1台 万用表 1台 双路直流稳压电源 1台 信号发生器 1台 频谱仪 1台 多功能实验箱 1 套 多功能智能测试仪1 台 三、实验内容 1、说明频谱仪的主要工作原理，示波器测量精度与示波器带宽、与被测信号频率之间关系。 答： （1）频谱仪结构框图为： 频谱仪的主要工作原理： ①对信号进行时域的采集，对其进行傅里叶变换，将其转换成频域信号。这种方法对于AD 要求很高，但还是难以分析高频信号。
②通过直接接收，称为超外差接收直接扫描调谐分析仪。即：信号通过混频器与本振混频后得到中频，采用固定中频的办法，并使本振在信号可能的频谱范围内变化。得到中频后进行滤波和检波，就可以获取信号中某一频率分量的大小。 （2）示波器的测量精度与示波器带宽、被测信号频率之间的关系： 示波器的带宽越宽，在通带内的衰减就越缓慢； 示波器带宽越宽，被测信号频率离示波器通带截止频率点就越远，则测得的数据精度约高。 2、画出示波器测量电源上电时间示意图，说明示波器可以捕获电源上电上升时间的工作原理。 答： 上电时间示意图： 工作原理： 捕获这个过程需要示波器采样周期小于过渡时间。示波器探头与电源相连，使示波器工作于“正常”触发方式，接通电源后，便有电信号进入示波器，由于示波器为“正常”触发方式，所以在屏幕上会显示出电势波形；并且当上电完成后，由于没有触发信号，示波器将不再显示此信号。这样，就可以利用游标读出电源上电的上升时间。 3、简要说明在FM 调制过程中，调制信号的幅度与频率信息是如何加到FM 波中的？ 答： 载波的瞬时角频率为()()c f t k u t ωωΩ=+，(其中f k 为与电路有关的调频比例常数） 已调的瞬时相角为00 t ()()t t c f t dt t k u t dt θωωθΩ =++? ?（）= 所以FM 已调波的表达式为：000 ()cos[()]t om c f u t U t k u t dt ωθΩ =++? 当()cos m u t U t ΩΩ=Ω时，00()cos[sin ]om c f u t U t M t ωθ=+Ω+ 其中f M 为调制指数其值与调制信号的幅度m U Ω成正比，与调制信号的角频率Ω反比，即 m f f U M k Ω=Ω 。这样，调制信号的幅度与频率信息是已加到 FM 波中。
电子线路设计与制作实验报告
电子线路设计与制作 实验报告 班级：电信12305班 指导老师：朱婷 小组成员：张壮安剑锋罗杰杨康熊施任务分工：1.张壮实验报告的撰写 2.安剑锋检查元件及整理 3.罗杰电路的焊接 4.杨康元器件的保管及测试 5.熊施协助电路的焊接 2014年11月14日
项目一：红外线电路设计 一、电路工作原理 常用的红外线遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一直特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的红外线而不会死可见光。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外线接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外线接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外线二极管一般有圆形和方形两种。 二、电路原理图设计
课题名称元件数量备注 红外线发射——接收模拟 电路红外线发射管 1 红外线接收管 1 发光二极管 1 运放uA741 1 20K可调电位器 1 100Ω电阻 1 10kΩ电阻 1 330Ω电阻 1 元件清单表 三、电路设计与调试 （1）各小组从指导老师那里领取元器件，分工检测元器件的性能。（2）依据电路原理图，各小组讨论如何布局，最后确定一最佳方案在洞洞板上搭建红外线发射\接收电路图。 （3）检查电路无误后，从信号发生器送入适应电压。 （4）调节可调电阻R3的阻值，观察发光二极管LED是否出现闪烁现象，如果出现说明有发射和接收，如果没有检查电路。（5）实验完毕，记录结果，并写实验报告。
四、实验注意事项 （1）发光二极管的电流不能天大（小于200mA）；（2）在通电前必须检查电路无误后才可； （3）信号发生器的输出电压峰峰值1.5~2.5V。 项目二：定时电路的设计一、电路原理图与工作原理
电子设计 实验报告.
台灯自动开关控制电路设计设计报告 设计任务 设计制作一个台灯自动开关控制电路设计 设计要求 （1）．设计并制作一个台灯自动开关盒，以实现“人来灯亮，人走灯灭，光照灯灭”等节电功能； （2）．台灯盒有交流电源输入线和交流电源输出插座，输出可接额定电压220V，功耗不大于60W的台灯； （3）．具有两个传感器，即：（1）光敏传传感器。将其安装在开关盒适当的地方，作为检测光照；（2）对人体敏感的传感器，感应人体接近； （4）．自动开关盒做好后，将台灯的电源插头插入开关盒的电源输出插座，便可实现如下功能：（1）在晚上，当没有足够的光源照到光敏元件上时，若有人靠近台灯，它便自动发光，人离开台灯后，能自动断开电源；（2）在白天有足够强的光线（以适合于阅读为标准）照射到光敏元件上时，无论人靠近台灯，它都不会亮； 一. 方案选择及电路的工作原理 为了实现智能开关自动调光的目的，准备了以下方案： 方案一： 首先，灯亮的前提是时间为晚上，所以首先要检测是白天还是晚上，通过光线强弱的不同来判定。运用光敏电阻来感应光线的变化。当白天光线强时，光敏电阻的阻值较小；而当晚上光线较弱时，其电阻阻值较大。通过阻值的变化所引起的一系列变化来确定白天还是黑夜。 运用红外发射接收对管检测人是否进入所在范围。在人进入之前，由于红外发射和接收管并行排列，接收管没有接收到红外信号，其电阻阻值很大；当人进入后，发射管发出的红外信号被人体反射，当接收管接收之后电阻阻值变小。通过阻值的变化引起电路中其他变量的变化来确定人是否在所测范围。 最后运用与门来使电路达到当天黑同时又有人时台灯自动打开。 方案二： 对于光线感应部分与方案一相同，而在人体检测的部分则改用红外感应器LHI907，它是利用红外技术，当人靠近时，里面的电路发生变化，输出信号。当红外感应器检测到有人靠近时，输出一个高电平。
微弱信号检测装置(实验报告)剖析
2012年TI杯四川省大学生电子设计竞赛 微弱信号检测装置（A题） 【本科组】
微弱信号检测装置（A题） 【本科组】 摘要：本设计是在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，采用TI公司提供的LaunchPad MSP430G2553作为系统的数据采集芯片，实现微弱信号的检测并显示正弦信号的幅度值的功能。电路分为加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、以及数码管显示电路组成。当所要检测到的微弱信号在强噪音环境下，系统同时接收到函数信号发生器产生的正弦信号模拟微弱信号和PC机音频播放器模拟的强噪声，送到音频放大器INA2134，让两个信号相加。再通过由电位器与固定电阻构成的纯电阻分压网络使其衰减系数可调（100倍以上），将衰减后的微弱信号通过微弱信号检测电路，检测电路能实现高输入阻抗、放大、带通滤波以及小信号峰值检测，检测到的电压峰值模拟信号送到MSP430G2553内部的10位AD 转换处理后在数码管上显示出来。本设计的优点在于超低功耗 关键词：微弱信号MSP430G2553 INA2134 一系统方案设计、比较与论证 根据本设计的要求，要完成微弱正弦信号的检测并显示幅度值，输入阻抗达到1MΩ以上，通频带在500Hz~2KHz。为实现此功能，本设计提出的方案如下图所示。其中图1是系统设计总流程图，图2是微弱信号检测电路子流程图。 图1系统设计总流程图 图2微弱信号检测电路子流程图
1 加法器设计的选择 方案一：采用通用的同相/反相加法器。通用的加法器外接较多的电阻，运算繁琐复杂，并且不一定能达到带宽大于1MHz，所以放弃此种方案。 方案二：采用TI公司的提供的INA2134音频放大器。音频放大器内部集成有电阻，可以直接利用，非常方便，并且带宽能够达到本设计要求，因此采用此方案。 2 纯电阻分压网络的方案论证 方案一：由两个固定阻值的电阻按100:1的比例实现分压，通过仿真效果非常好，理论上可以实现，但是用于实际电路中不能达到预想的衰减系数。分析：电阻的标称值与实际值有一定的误差，因此考虑其他的方案。 方案二：由一个电位器和一个固定的电阻组成的分压网络，通过改变电位器的阻值就可以改变其衰减系数。这样就可以避免衰减系数达不到或者更换元器件的情况，因此采用此方案。 3 微弱信号检测电路的方案论证 方案一：将纯电阻分压网络输出的电压通过反相比例放大电路。放大后的信号通过中心频率为1kHz的带通滤波器滤除噪声。再经过小信号峰值电路，检测出正弦信号的峰值。将输出的电压信号送给单片机进行A/D转换。此方案的电路结构相对简单。但是，输入阻抗不能满足大于等于1MΩ的条件，并且被测信号的频率只能限定在1kHz，不能实现500Hz~2KHz 可变的被测信号的检测。故根据题目的要求不采用此方案。 方案二：检测电路可以由电压跟随器、同相比例放大器、带通滤波电路以及小信号峰值检测电路组成。电压跟随器可以提高输入阻抗，输入电阻可以达到1MΩ以上，满足设计所需；采用同相比例放大器是为了放大在分压网络所衰减的放大倍数；带通滤波器为了选择500Hz～2KHz的微弱信号；最后通过小信号峰值检测电路把正弦信号的幅度值检测出来。这种方案满足本设计的要求切实可行，故采用此方案。 4 峰值数据采集芯片的方案论证 方案一：选用宏晶公司的STC89C52单片机作为。优点在于价格便宜，但是对于本设计而言，必须外接AD才能实现，电路复杂。
通信电子线路实验报告三点式振荡
通信电了线路课程设计 课程名称通信电子线路课程设计_________________ 专业___________________ 通信工程 ______________________ 班级___________________________________________ 学号___________________________________________ 姓名___________________________________________
指导教师________________________________________ 、八 刖 现代通信的主要任务就是迅速而准确的传输信息。随着通信技术的日益发展，组成通信系统的电子线路不断更新，其应用十分广泛。实现通信的方式和手段很多，通信电子线路主要利用电磁波传递信息的无线通信系统。 在本课程设计中，着眼于无线电通信的基础电路一一LC正弦振荡器的分析和研究。常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。其中LC振荡器和晶体振荡器用于产生高频正弦波。正反馈放大器既可以由晶体管、场效应管等分立器件组成，也可由集成电路组成。LC振荡器中除了有互感耦合反馈型振荡器之外，其最基本的就是三端式（又称三点式）的振荡器。而三点式的振荡器中又有电容三点式振荡器和电感三点式振荡器这两种基本类型。 反馈振荡器是一种常用的正弦波振荡器，主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成。按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。本文介绍了高频电感三点式振荡器电路的原理及设计，电感三点式易起振，调整频率方便，可以通过改变电容调整频率而不影响反馈系数。正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用。根据所产生的波形不同，可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波，后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。 在此次的通信电子线路课程设计中，我选做的是电感三点式振荡设计，通过为时一周的上机实验，我学到了很多书本之外的知识，在老师的指导下达到实验设计的要求指
通信电子线路实验报告解析
LC与晶体振荡器 实验报告 班别：信息xxx班 组员： 指导老师：xxx
一、实验目的 1）、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。 2）、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。 3）、测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。 4）、比较LC 与晶体振荡器的频率稳定度。 二、实验预习要求 实验前，预习教材：“电子线路非线性部分”第3章：正弦波振荡器；“高频电子线路”第四章：正弦波振荡器的有关章节。 三、实验原理说明 三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。 1、起振条件 1）、相位平衡条件：X ce 和X be 必 需为同性质的电抗，X cb 必需为异性质 的电抗，且它们之间满足下列关系： 2）、幅度起振条件： 图1-1 三点式振荡器 式中：q m ——晶体管的跨导， F U ——反馈系数， A U ——放大器的增益， LC X X X X Xc o C L ce be 1 |||| )(= -=+-=ω，即)(Au 1 * 'ie L oe m q q q Fu q ++ >
q ie——晶体管的输入电导， q oe——晶体管的输出电导， q'L——晶体管的等效负载电导， F U一般在0.1~0.5之间取值。 2、电容三点式振荡器 1）、电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器 图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容C i和输出电容Co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。 L1L1 （a）考毕兹振荡器（b）交流等效电路 图1-2 考毕兹振荡器 2）、串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器 电路如图1-3所示，其特点是在L支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1和C2的容量，振荡频率主要由C3和L决定。C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了C i和C o对频率稳定度的影响，且使频率可调。
电子设计实验报告
课程设计说明书 题目：超声波传感测距器设计学生姓名： 学院：信息工程学院 班级： 指导教师： 2014年11月20日
目录： 一、摘要……………………………………………………………………… 二、设计背景及应用…………………………………………………………… 三、方案设计框图与论证……………………………………………………… 3.1方案论证及框图…………………………… 四、单元电路设计、参数计算及元器件选择…………………………… 4.1 电路总框图设计…………………………… 4.2 电路单元部分…………………………… 4.2.1超声稳频发射电路…………………………… 4.2.2超声波接受放大电路…………………………… 4.2.3多普勒拍频放大电路…………………………… 4.2.4双脉冲检测输出电路…………………………… 五、仿真及实测中遇到的问题及解决办法……………………… 5.1仿真中遇到的问题……………………… 5.2.实测中遇到的问题……………………… 六、结论与心得 七、参考文献
摘要 在本设计电路中，主要能完超声波传感探测的作用，电路元件主要由NE556，晶振，非门电路，发射器和超声波传感器组成。通过驱动电路促使超声波传感器向空间发射频率为40KHZ的超声波，若探测空间中的物体处于静态平衡，没有发生相应方向的位移时，超声波接受电路接受到反射波，并将40KHZ的超声波转变为40KHZ脉冲电压，再由放大电路线性放大后输出，若探测空间有物体运动，则该运动物体上反射的超声波发生频率偏移，那么前级接受并放大的为两个频率行成的拍频，在经过检波，滤波，将拍频信号取出，一部分放大后驱动发光二极管LED指示检测状况，另一部分送到两级单稳延迟电路，只有两部分电路都为高电平的时候，三极管输出低电平，因此探测空间中每一个动静都会LED显示，被用以防止偶然扰动因素造成的报警。探测的距离可以在0.2~3.5m之间可调，可用车尾行李箱防盗，汽车倒车防撞。 关键词：线性放大，NE556，多普勒拍频，双脉冲检测 Abstract In this design circuit, mainly the ultrasonic sensor to detect the role of, will complete circuit element is mainly composed of NE556, crystals, and not gate circuit, transmitter and ultrasonic sensors. Through driving circuit to make the ultrasonic sensor to the space is 40 KHZ ultrasonic transmission frequency, if detect objects in space in static equilibrium, without the direction of the corresponding displacement occurs, ultrasonic receiving circuit to the reflected wave, and 40 KHZ ultrasonic into 40 KHZ pulse voltage, again by amplifying circuit output after the linear amplification, if detection space motion, then the moving objects in the reflection of the ultrasonic frequency offset, so level before accepting