【文章內(nèi)容簡介】 版社， 2020 年 5 月 ⑷ 《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華編，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑸ 《新編 555 集成電路應(yīng)用 800 例》 陳永甫編著 電子工業(yè)出版社 2020 年 5．設(shè)計報告內(nèi)容要求： ⑴ ．寫出你考慮該問題的基本設(shè)計思路，畫出一個實現(xiàn)電路功能的大致框圖。 ⑵ ．畫出框圖中的各部分電路，盡量選用各種集成運放和其它模擬集成電路。對各部 分電路的工作原理應(yīng)作出說明。 ⑶ ．畫出整個設(shè)計電路的原理電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。 ⑷ ．圖用直尺畫，設(shè)計報告文字通順，清晰，原理要表達(dá)清楚。 ⑸ ．評分依據(jù)： ① 設(shè)計思路， ②單元電路正確與否，③整體電路是否完整，④電路原 理說明是否基本正確，⑤報告是否清晰，⑥答辯過程中回答問題是否基本正 確。 三、溫度測量與控制電路設(shè)計 1．設(shè)計任務(wù)與要求 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，經(jīng)常需要對某一系統(tǒng)的溫度進(jìn)行測量，并能自動地控制、調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的溫度。 要求： ⑴ 被測溫度和控制溫度均可數(shù)字顯示； ⑵ 測量溫度為 0?1200C，精度為 ?0． 50C； ⑶ 控制溫度連續(xù)可調(diào)，精度 ?1OC； ⑷ 溫度超過額定值時，產(chǎn)生聲、光報警信號。 2．總體方案設(shè)計 設(shè)計思路 （ 1）對溫度進(jìn)行測量、控制并顯示，首先必須將溫度的度數(shù)（非電量）轉(zhuǎn)換成電量， 19 然后采用電子電路實 現(xiàn)題目要求。可采用溫度傳感器，將溫度變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，并通過放大、濾波后送 A/D 轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后進(jìn)行譯碼顯示。 （ 2）恒溫控制：將要控制的溫度所對應(yīng)的電壓值作為基準(zhǔn)電壓 VREF，用實際測量值 Iv與 VREF進(jìn)行比較，比較結(jié)果（輸出狀態(tài)）自動地控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度。 （ 3）報警部分：設(shè)定被控溫度對應(yīng)的最大允許值 Vmax，當(dāng)系統(tǒng)實際溫度達(dá)到此對應(yīng)值Vmax時，發(fā)生報警信號。 （ 4）溫度顯示部分采用轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，可分別顯示系統(tǒng)溫度、控制溫度對應(yīng)值 VREF，報警溫度對應(yīng)值 Vmax。 3．參考原理框圖 ⑴ 傳感器可以采用鉑電阻、精密電阻和電位器 1WR 組成測量電橋，電橋的輸出電壓作為運放構(gòu)成的差動放大器雙端輸入信號，將信號放大后由低通濾波器將高頻信號濾去。如圖3． 1 所示。 在 0oC,調(diào)節(jié) 1WR ，使顯示器顯示 0oC。在 50oC 時，調(diào)節(jié)放大器的增益（調(diào)節(jié)電位器 2WR ），使顯示器顯示 50oC 。注意放大的輸出電壓不允許大于 A/D 轉(zhuǎn)換器的最大輸入電壓值。 ⑵ 被測溫度信號電壓加于比較器（Ⅰ）與控制溫度電壓 VREF 進(jìn)行比較，比較結(jié)果通過調(diào)溫控制電路控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)動作，使被控系統(tǒng)升溫或降溫。 ⑶ 當(dāng)控制電路出現(xiàn)故障使溫度失控時，使被控系統(tǒng)溫度達(dá)到允許最高溫度對應(yīng)值maxV ，用聲、光報警電路發(fā)出警報，值班人員將采取相應(yīng)的緊急措施。 ⑷ 開關(guān) S1可分別閉合系統(tǒng)溫度、控制溫度電壓 VREF和報警溫度電壓 maxV ，通過 A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，顯示器顯示出相應(yīng)的溫度數(shù)值。 3．參考文獻(xiàn) 《發(fā)酵罐的溫度測量與控制》．電子技術(shù)應(yīng)用． 1990 年第 10 期 ⑴《現(xiàn)代電子學(xué)及應(yīng)用》， 童詩白、徐振英編， 高等教育出版社， 1994 年 ⑵《電子系統(tǒng)設(shè)計》，何小艇等編，浙江大學(xué)出版社， 2020 年 ⑶《集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》，鄭家龍、王小海、章安元編，高教出版社， 2020 年 5 月 ⑷ 《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華編，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑸ 《新編 555 集 成電路應(yīng)用 800 例》 陳永甫編著 電子工業(yè)出版社 2020 年 Vmax VREF LED R 被測量控制 系統(tǒng) 溫度傳感器 放大器 低通濾波器 譯碼驅(qū)動顯示電路 A/D 轉(zhuǎn)換器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 調(diào)溫控制電路 比較器（ Ⅰ ） 揚聲器或蜂鳴器 報警控制電路 比較器（ Ⅱ ） S 20 4．設(shè)計報告內(nèi)容要求： ⑴ ．寫出你考慮該問題的基本設(shè)計思路，畫出一個實現(xiàn)電路功能的大致框圖。 ⑵ ．畫出框圖中的各部分電路，盡量選用各種集成運放和其它模擬集成電路。對各部分 電路的工作原理應(yīng)作出說明。 ⑶ ．畫出整個設(shè)計電路的原理電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。 ⑷ ．圖用直尺畫，設(shè)計報告文字通順，清晰，原理要表達(dá)清楚。 ⑸ ．評分依據(jù)： ① 設(shè)計思路， ②單元電路正確與否，③整體電路是否完整， ④電路原理 說明是否基本正確，⑤報告是否清晰，⑥答辯過程中回答問題是否基本正確。 四、三極管 β 值數(shù)顯式測量電路設(shè)計 說明：三極管電流放大系數(shù) β 可用晶體管特性圖示儀測量，但存在讀數(shù)不直觀和誤差大等缺點。本題要求制作的三極管 β 值數(shù)顯式測量電路用數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示出被測二極管的 β 值，從而讀數(shù)直觀，誤差較小。 1．設(shè)計任務(wù)和要求 ⑴ 可測量 NPN 硅三極管的直流電流放大系數(shù)β值（設(shè)β 200）。測試條件如下： ① ,10 AIB ?? 允許誤差為177。 2%。 ② VVV CE 1614 ?? ，且對于不同β值的三極管， CEV 的值基本不變。 ⑵ 該測量電路制作好后，在測試過程中不需要進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，便可自動滿足上述測試條件。 ⑶ 用二只 LED 數(shù)碼管和一只發(fā)光二極管構(gòu)成數(shù)字顯示器。發(fā)光二極管用來顯示最高位，它的亮狀態(tài)和暗狀態(tài)分別代表“ 1”和“ 0”，二只數(shù)碼管分別用來顯示拾位和個位，即數(shù)字顯示器可顯示不超過 199 的正整數(shù)和零。 ⑷ 測量電路應(yīng)設(shè)有 E、 B 和 C 三個插孔。當(dāng)被測管插入插孔后，打開電源，顯示器 應(yīng)自動顯示出被測三極管的β值，響應(yīng)時間不超過兩秒鐘。 ⑸ 在溫度不變（ 200C）的條件下，本測量電路的誤差之絕對值不超過 11005 ?N ，這里的 N 是數(shù)字顯示器的讀數(shù)。 ⑹ 數(shù)字顯示器所顯示的數(shù)字應(yīng)當(dāng)清晰，穩(wěn)定、可靠。 ⑴ 清華大學(xué)電子學(xué)教研室編，童詩白主編：《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，第二版，高教出版 社， 1988 年，第九章的附錄 9A。 21 ⑵《現(xiàn)代電子學(xué)及應(yīng)用》， 童詩白、徐振英編， 高等教育出版社 ， 1994 年 ⑶《電子系統(tǒng)設(shè)計》，何小艇等編，浙江大學(xué)出版社， 2020 年 ⑷《集成電子基礎(chǔ)教程》，鄭家龍、王小海、章安元編，高教出版社， 2020 年 5 月 ⑸ 《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華編，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑹ 新編 555 集成電路應(yīng)用 800 例》 陳永甫編著 電子工業(yè)出版社 2020 年 3．設(shè)計報告內(nèi)容要求： ⑴ ．寫出你考慮該問題的基本設(shè)計思路，畫出一個實現(xiàn)電路功能的大致框圖。 ⑵ ．畫出框圖中的各部分電路，盡量選用各種集成運放和其它模擬集成電路。對各部分 電路的工作原理應(yīng)作出說明。 ⑶ ．畫出整個設(shè)計電路的原理電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。 ⑷ ．圖用直尺畫，設(shè)計報告文字通順，清晰，原理要表達(dá)清楚。 ⑸ ．評分依據(jù)： ① 設(shè)計思路， ②單元電路正確與否，③整體電路是否完整，④電路原理 說明是否基本正確，⑤報告是否清晰，⑥答辯過程中回答問題是否基本正確。 五、函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計 1．設(shè)計任務(wù)與要求 ⑴ 設(shè)計并制作能產(chǎn)生正弦波、矩形波（方波）和三角波（鋸齒波）的函數(shù)發(fā)生器， 本信號發(fā)生器可以考 慮用專用集成芯片（如 5G8038 等）為核心實現(xiàn)。 ⑵ 信號頻率范圍： 1Hz∽ 100kHz； ⑶ 頻率控制方式： ① 手控 通過改變 RC 參數(shù)實現(xiàn)； ② 鍵控 通過改變控制電壓實現(xiàn)； ③ 為能方便地實現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)，建議將頻率分檔； ⑷ 輸出波形要求 ① 方波 上升沿和下降沿時間不得超過 200nS，占空比在 48%∽ 50%之間； ② 非線性誤差≤ 2%； ③ 正弦波 諧波失真度≤ 2%； ⑸ 輸出信號幅度范圍： 0∽ 20V； ⑹ 信號源輸出阻抗：≤ 1Ω； ⑺ 應(yīng)具有輸出過載保護(hù)功能； ⑻ 具有數(shù)字顯示輸出信號頻率和電壓幅值功能。 2．參考資料 ⑴ 盧熾寶、赫鴻安編， 5G8038 單片精密函數(shù)波形發(fā)生器，上海元件五廠《晶峰器件 應(yīng)用》 ⑵《現(xiàn)代電子學(xué)及應(yīng)用》， 童詩白、徐振英編， 高等教育出版社， 1994 年 ⑶《電子系統(tǒng)設(shè)計》，何小艇等編，浙江大學(xué)出版社， 2020 年 ⑷《集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》，鄭家龍、王小海、章安元編，高教出版 社， 2020 年 5 月 ⑸ 《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華編，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑹ 〈新編 555 集成電路應(yīng)用 800 例》 陳永甫編著 電子工業(yè)出版社 2020 年 3．設(shè)計報告內(nèi)容要求： ⑴ ．寫出你考慮該問題的基本設(shè)計思路，畫出一個實現(xiàn)電路功能的大致框圖。 ⑵ ．畫出框圖中的各部分電路，盡量選用各種集成運放和其它模擬集成電路。對各部 分電路的工作原理應(yīng)作出說明。 ⑶ ．畫出整個設(shè)計電路的原理電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。 ⑷ ．圖用直尺畫 ，設(shè)計報告文字通順，清晰，原理要表達(dá)清楚。 ⑸ ．評分依據(jù)： ① 設(shè)計思路， ②單元電路正確與否，③整體電路是否完整，④電路原 理說明是否基本正確，⑤報告是否清晰，⑥答辯過程中回答問題是否基本正確。 22 六 、設(shè)計一個自動量測啤酒等液體灌裝流水線上成品瓶數(shù)的裝置。 1．功能與要求 要求手控啟動后從 0 開始由 LED 數(shù)碼管顯示其動態(tài)值。 在灌裝生產(chǎn)線上，從灌裝機(jī)出來的成品瓶是“排著隊“立在傳送帶上的，并由傳送帶移動到包裝處。要量測傳送帶不斷移動的玻璃瓶數(shù)，只要在靠近傳送帶邊緣的外面選 一個統(tǒng)計點，過一個瓶，產(chǎn)生一個計數(shù)信號，使計數(shù)器作加 1 計數(shù)。由于玻璃瓶在傳送帶上的位置有隨機(jī)性，因此靠接觸式傳感器產(chǎn)生計數(shù)信號比較困難。比較方便的方法是采用光電轉(zhuǎn)換。在傳送帶兩側(cè)外面分別設(shè)置發(fā)光電路和光電轉(zhuǎn)換，當(dāng)瓶子移過發(fā)光器件和光接收器件間的光束時，由于瓶子的檔光作用，使接收到的光強(qiáng)發(fā)生變化，從而使光電轉(zhuǎn)換電路輸出一個電壓變化量 u? 。檢測點每過一個瓶子，就會產(chǎn)生一次 u? ，把這個電壓變化量放大、整形，就能形成計數(shù)脈沖。 要克 服下面問題： ⑴ 發(fā)送距離的問題； ⑵ 背景光的問題，克服誤計數(shù)問題； ⑶ 瓶子抖動，產(chǎn)生重復(fù)計數(shù)問題； 2．參考書 ⑴《現(xiàn)代電子學(xué)及應(yīng)用》， 童詩白、徐振英編， 高等教育出版社， 1994 年 ⑵《電子系統(tǒng)設(shè)計》，何小艇等編，浙江大學(xué)出版社， 2020 年 ⑶《集成電子基礎(chǔ)教程》，鄭家龍、王小海、章安元編，高教出版社， 2020 年 5 月 ⑷ 《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華編，高等教育出版社， 1997 年 10 月 ⑸ 《新編 555 集成電路應(yīng)用 800 例》 陳永甫編著 電子工業(yè)出版社 2020 年 3．設(shè)計報告內(nèi)容要求： ⑴ ．寫出你考慮該問題的基本設(shè)計思路，畫出一個實現(xiàn)電路功能的大致框圖。 ⑵ ．畫出框圖中的各部分電路，盡量選用各種集成運放和其它模擬集成電路。對各部分 電路的工作原理應(yīng)作出說明。 ⑶ ．畫出整個設(shè)計電路的原理電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。 ⑷ ．圖用直尺畫，設(shè)計報告文字通順，清晰，原理要表達(dá)清楚。 ⑸ ．評分依據(jù)： ① 設(shè)計思路， ②單元電路正確與否，③整體電路是否完整，④電路原理 說明是否基本正確，⑤報告是否清晰，⑥ 答辯過程中回答問題是否基本正確。 七 、數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 設(shè)計一個數(shù)控直流穩(wěn)壓電源 1．功能與主要技術(shù)指標(biāo) ⑴ 輸出電壓： 0∽ 9． 9V 步進(jìn)可調(diào)，調(diào)整步距 0． 1； V ⑵ 輸出電流：≤ 500mA； ⑶ 精 度：靜態(tài)誤差≤ 1%FSR，紋波≤ 10mV；