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模拟电子技术课程设计中应注意的问题

时间:2024-10-29 百科知识 版权反馈
【摘要】:Multisim等EDA软件给电子系统设计带来了极大的方便,使我们对设计的电子系统可以先进行仿真调试,待仿真结果正确并进一步完善设计后再进行实际安装调试,可大大节约人力物力。一个课程设计课题是否完成的衡量,要看最终安装调试的电子小系统的全部技术指标是否达到课题规定的技术指标要求,因此设计报告中一定要有EDA软件仿真测试和实际调试的原始数据,前者表示课题设计的理论正确性,后者是课题完成的最终衡量依据,是必不可少的。

6.2.3 模拟电子技术课程设计中应注意的问题

1)模拟电子电路的应用场合

电子系统中,有数字电路型和模拟电路型,目前较大的实用的电子系统更多的是数模结合型。

自然界中的各类物理量,例如声音、温度、速度、压力流量等,多为非电量的物理量,将它们通过传感器转换为电信号(电压或电流),通常也是模拟电信号,如果不需要对这样的模拟信号作复杂处理和远距离传送,而最终的执行机构(例如扬声器、电机、指针式仪表、示波器等)所需要的输入信号也是模拟信号,就可以选择模拟电子电路来进行设计和实现。我们在本章给出的模拟电子技术课程设计题选所涉及的输入输出信号一般为低频模拟信号。如果输入信号为数字信号,要经过D/A转换器转换成模拟信号后方能送入模拟电路进行处理;如果输出的模拟信号后的执行机构为数字系统或部件(例如单片机、数字显示器件等),则要经过A/D转换器再送给执行机构。

2)组成功能模块的单元电路选择

在模拟电子技术课程中学到很多基本单元电路,例如OCL、OTL、集成运放构成的各种运算电路、有源滤波器电路、各种波形(正弦波、方波、三角波、矩形波、锯齿波等)产生电路、电源电路等,功能模块的设计通常就是合理选用这些基本单元电路来构成。

3)单元电路中集成芯片的选择

单元电路有的有专用集成芯片可直接选用,有的需要用某些通用集成芯片加一些外围器件构成你所需的单元电路。对模拟单元电路的要求不止是能实现原理功能,还要根据课题要求实现规定的技术指标(例如频率范围、电压电流值、输出功率、精度等),因此在选择集成芯片和元器件时要注意其产品性能参数能否满足要求,在根据系统技术指标要求划分各单元电路设计指标时还要留有一定裕度。

4)元器件的选择要考虑各种主要参数

在课程设计的实际安装调试阶段,经常有烧坏元器件的现象,主要是因为学生在设计选择电阻、电容、二极管、三极管等元器件时,经常会忽略对于这些元器件的一些重要参数的设计计算和选择,例如忽略了电阻的额定功率、电容的耐压、二极管的最大正向电流和最大反向电压、三极管的最大集电极电流、最大耗散功率等参数,只考虑了电阻的阻值、电容的容量、二极管的材料(硅管或锗管)、三极管的基本组成类型(NPN或PNP),这就很容易造成元器件的损坏。

5)单元电路间的耦合

模拟系统的输入单元要考虑与信号源之间的阻抗匹配,例如为了从小信号源索取尽可能小的电流可选择电压跟随器作为输入单元;为抑制共模干扰可采用差分输入等。模拟电路的工作情况和其直流工作点密切相关,直接耦合则会使其前后单元电路的直流工作点互相影响,甚至造成系统工作不正常;此外,后级单元的输入阻抗也会影响前级单元的性能指标,直至影响整个系统指标。输出单元和负载的匹配也特别要重视,例如功率输出单元要能提供与扬声器匹配的输出功率,还要提高效率。

6)系统整体的仿真调试和实际安装调试

Multisim等EDA软件给电子系统设计带来了极大的方便,使我们对设计的电子系统可以先进行仿真调试,待仿真结果正确并进一步完善设计后再进行实际安装调试,可大大节约人力物力。但是要提醒的是Multisim等EDA软件所提供的毕竟是理想器件和理想环境,和实际器件和环境是有距离的。模拟电路的实际安装调试难度较大,经常需要细致耐心甚至反复的安装调试才能成功。特别是对于高频、高精度、小信号的模拟电路,系统的元器件布置、连线,系统的接地、供电、去耦等对性能指标影响很大。因此在安装元器件时一定要遵循从左到右,从输入到输出布置元器件;接线尽可能短;合理安排好地线和电源端。此外,在模拟电路的调试中用到的电子仪器种类较多,正确使用电子仪器也十分重要。

7)耐心细致处理故障

模拟电路的安装调试是很难做到一次成功的,对这一点必须要有充分思想准备,要把检查排除故障作为最好的锻炼和提高能力的机会。有时在实际调试中会遇到一些常见问题,例如接触不良、仪器连接线坏、元器件坏等,这就需要耐心查清故障点后加以排除。有时还会遇到系统不稳定、电源纹波干扰等,这可能还需要人为加入校正网络、在适当的地点加入滤波电路等手段。

8)课程设计报告中一定要有系统测试的原始数据

很多学生的课程设计报告中,经常没有课题调试的原始数据(包括图形)。一个课程设计课题是否完成的衡量,要看最终安装调试的电子小系统的全部技术指标是否达到课题规定的技术指标要求,因此设计报告中一定要有EDA软件仿真测试和实际调试的原始数据(包括图形),前者表示课题设计的理论正确性,后者是课题完成的最终衡量依据,是必不可少的。

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