1、I课程设计任务书学院 信息科学与工程 学院 专业 自动化学生姓名 学号设计题目数字电子设计题目：1、三位二进制加法计数器无效项010 011 2、序列信号发生器发生序列101110模拟电子设计题目：1、电流串联负反馈电路仿真2、长尾式差分放大电路内容及要求：1数字电子部分1) 对题目要求进行分析，计算，设计；2) 选择适当触发器，在数字电子实验平台上进行连接和测试结果。2模拟电子部分1 采用 multisim 仿真软件建立电路模型；2 对电路进行理论分析、计算；在 multisim 环境下分析仿真结果，给出仿真波形图。进度安排：第一周：数字电子设计第 1 天：1. 布置课程设计题目及任务。2.
2、 查找文献、资料，确立设计方案。第 2 天：1.选择适当触发器，在数字电子实验平台上并将所设计电路进行合理连接；2.对所连接的电路进行调试。第 3 天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。II3. 完成课程设计报告。第二周：模拟电子设计第 1 天：1.布置课程设计题目及任务。2.查找文献、资料，确立设计方案。第 23 天：1. 安装 multisim 软件，熟悉 multisim 软件仿真环境。2. 在 multisim 环境下建立电路模型，学会建立元件库。第 4 天：1. 对设计电路进行理论分析、计算。2. 在 multisim 环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果
3、的变化情况。第 5 天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。3. 完成课程设计报告。指导教师（签字）：年 月 日分院院长（签字）：年 月 日1目录数字电子技术课程设计报告 2题目一 3 位二进制同步加法计数器（010,011） .21.1 课程设计的目的 .21.2 设计的总体框图 .21.3 设计过程 .21.3.1 状态图 21.3.2 选择的触发器名称 .31.3.3 输出方程 .31.3.4 状态方程 .31.3.5 逻辑电路图 .41.3.6 实际电路图 .41.3.7 时序图 .51.4 实验仪器 .51.5 实验结论 .5题目二 序列信号发生器的设计（发生序列
4、 101110） .52.1 课程设计的目的 .52.2 设计的总体框图 .62.3 设计过程 .62.3.1 状态图 .62.3.4 输出方程 .62.3.5 状态方程 .62.3.6 逻辑电路图 .72.3.7 实际电路图 .82.3.8 时序图 .82.4 实验仪器 .92.5 实验结论 .92模拟电子技术课程设计报告 9题目一 电压串联负反馈 .91.1 课程设计的目的与作用 .91.2 设计任务 .91.3 电路模型的建立 101.4 理论分析及计算 111.4.1 当无级间反馈时 111.4.2 引入负反馈时 111.5 仿真结果分析 .111.5.1 不加入级间反馈 121.5.
5、2 引入级间电压串联负反馈 121.6 电压串联负反馈放大电路频率响应的测试 13题目二 长尾式差分放大电路 142.1 课程设计的目的 142.2 设计任务 142.3 电路模型的建立 142.4 理论分析 142.4.1 静态工作点分析 142.4.2 动态工作点的分析 142.5 仿真结果的分析 15参考文献 .163数字电子技术课程设计报告题目一 3 位二进制同步加法计数器（010,011）1.1 课程设计的目的(1)了解同步加法计数器工作原理和逻辑功能。(2)掌握计数器电路的分析，设计方法及应用。(3)学会正确使用 JK 触发器。1.2 设计的总体框图CP Y3 位二进制同步加法计数
6、器1.3 设计过程1.3.1 状态图000 001 100 101 110 111/0 /0 /0 /0 /0/11.3.2 选择的触发器名称选用三个 CP 下降沿触发的边沿 JK 触发器1.3.3 输出方程Y= Q2n Qn1Q0n1.3.4 状态方程3 位二进制同步加法计数器的次态卡诺图4Q2n+1的卡诺图Q1n+1的卡诺图Q0n+1的卡诺图由卡诺图得出状态方程为：=12n21020nn=1nQ21010nn=0(1) 驱动方程：= = =12J0n1J02nQ0J= = =1K1KK(2) 检查能否自启动：/0 010 011 (无效状态) 011 100（有效状态）1.3.5 逻辑电路
7、图5U1A74LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1U2B74LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1U3A74LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1J1U4A74LS08DU5B74LS08D47VCC5V52X12.5 V X22.5 V X32.5 V 61 3VCCV10.01kHz 5 V 801.3.6 实际电路图U174LS112D1CLR 151J3 1K2 1CLK11PRE4 1Q51Q6GND8 2Q7 2Q 92PRE 102CLK 132K 122J 112CLR 14VCC
8、 16U274LS112D1CLR 151J3 1K2 1CLK11PRE4 1Q51Q6GND8 2Q7 2Q 92PRE 102CLK 132K 122J 112CLR 14VCC 16U374LS08D1A1B1Y2A2B2YGND 3Y3A3B4Y4A4BVCCVCC5VJ13 247X12.5 V X22.5 V X32.5 V 586V10.01kHz 5 V 0VCC91.3.7 时序图61.4 实验仪器(1)数字原理实验系统一台（2）集成电路芯片：74LS112 二片 74LS08 一片 74LS00 一片 1.5 实验结论经过实验可知，满足时序图的变化，且可以进行自启动。实验
9、过程中很顺利，没有出现问题。 题目二 序列信号发生器的设计（发生序列 101110）2.1 课程设计的目的(1)了解串行序列信号检测器的工作原理和逻辑功能(2)掌握串行序列信号检测器电路的分析，设计方法及应用。(3)学会正确使用 JK 触发器。2.2 设计的总体框图CP Y输入脉冲 串行序列输出2.3 设计过程2.3.1 状态图000 001 100 101 110 111/0 /0 /0 /0 /0/12.3.2 选择的触发器名称 选用三个 CP 下降沿触发的边沿 JK 触发器 74LS1122.3.3 选 CP 即取：CP0=CP1=CP=CP串行序列信号发生器72.3.4 输出方程输出
10、Y 的卡诺图 2.3.5 状态方程串行序列信号发生器的次态卡诺图Q2n+1的卡诺图Q1n+1的卡诺图Q0n+1的卡诺图8由卡诺图得出状态方程为：=12nQ21020nn=1n21010nn=10n驱动方程：= = =12J0n1J02nQ0J= = =1K1KK2.3.6 逻辑电路图 U1A74LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1U2B74LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1U3A74LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1J1U4A74LS08DU5B74LS08D7VCC5V523U6A74L
11、S00DU7B74LS00D4618X12.5 V 10V10.01kHz 5 V 011VCC2.3.7 实际电路图9U174LS112D1CLR 151J3 1K2 1CLK11PRE4 1Q51Q6GND8 2Q7 2Q 92PRE 102CLK 132K 122J 112CLR 14VCC 16U274LS112D1CLR 151J3 1K2 1CLK11PRE4 1Q51Q6GND8 2Q7 2Q 92PRE 102CLK 132K 122J 112CLR 14VCC 16U374LS08D1A1B1Y2A2B2YGND 3Y3A3B4Y4A4BVCCVCC5VJ13 247V10.
12、01kHz 5 V 9 6U474LS00D1A1B1Y2A2B2YGND 3Y3B3A4Y4B4AVCCX12.5 V 15810110VCC2.3.8 时序图2.4 实验仪器(1)数字原理实验系统一台(2)集成电路芯片：74LS00 一片 74LS112 两片74LS08 一片 2.5 实验结论经过实验后可知，满足设计效果。实验过程中没有出现预期效果，原因是没有将 和 复位，发现后改进出现预期结果RDS10模拟电子技术课程设计报告题目一 电压串联负反馈1.1 课程设计的目的与作用(1)了解并掌握 Multisim 软件，并能熟练的使用其进行仿真；(2)加深理解电压串联负反馈电路的组成及性能
13、；(3)进一步学习放大电路基本参数的测试方法；通过自己动手亲自设计和用 Multisim 软件来仿真电路，不仅能使我们对书上说涉及到得程序软件有着更进一步的了解和掌握，而且通过用计算机仿真，避免了实际动手操作时机器带来的误差，使我们对上课所学到的知识也有跟深刻的了解。1.2 设计任务(1)设计一个电压串联负反馈电路，使其能够实现一定的放大电路的功能，电路由自己独自设计完成，在实验中通过自己动手调试电路，能够真正掌握实验原理，即静态分析和动态分析，并在实验后总结出心得体会。(2)正确理解负反馈对放大电路性能的影响，以及如何根据实际要求在放大电路中引入适当的反馈。(3)正确理解深度负反馈条件下闭环
14、电压放大倍数的估算方法。1.3 电路模型的建立负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用，虽然它使放大倍数降低，但能在很多方面改善放大电路的工作性能。如稳定放大倍数，改变输入输出电阻，改善波形失真和展宽通频带等。因此，几乎所有的使用放大电路都带有负反馈。1.3.1 电压串联负反馈实际电路图11XSC1A B C DGTC110uFRb1210kRb112kRc13kRe121kRe11300Rb227.5kRb212.5kRc22kRL2kC210uF C310uFCe1100uF Ce2100uFRe21kRF3kJ1Key = SpaceVCC12V68VCC0VT1VT2111259104XM
15、M1XMM2XMM32 7Ui27.07mVpk 1kHz 0Deg 101.3.2 实验步骤（1）将开关断开，电路中暂时不加入级间反馈。利用 Multisim 的直流工作点分析功能，测量无级间反馈时两级放大电路的静态工作点；加入正弦输入电压，利用虚拟示波器可观察到第一级输出电压波形与输入电压反相，而第二级输出电压波形与输入电压同相。两个放大级的输出波形均无明显的非线性失真。此时设 Ui=4.999V.求出输入电阻和输出电阻。（2）将图中开关闭合，引入电压串联负反馈。根据测量结果，求出电压串联负反馈；求出输入和输出电阻。1.4 理论分析及计算1.4.1 当无级间反馈时（1）静态工作点如下：UB
16、Q1=Rb1/(Rb1+Rb2)*VCC=2VUEQ1=UBQ1-UBEQ1=1.3VIEQ1=UEQ1/(Re11+Re12)=1mAUCQ1=VCC-IEQ1RC1=9VUBQ2=Rb21/(Rb21+Rb22)*VCC=3V12UEQ2=UBQ2-UBEQ2=2.3VIEQ=UEQ2/Re2=2.3mAUCQ2=VCC-IEQ2RC=7.7V（2）动态分析：AU1=-R C1(R b21R b22r be2)/rbe+(1+)R e11rbe1=rbb+(1+ )26mA/I EQ1=2.9kA u1=1.8rbe2=rbb+ （1+）26mV/I EQ2=1.4Au2=-(R C2R
17、C)/rbe2=71.4Au=Au1*Au2=128.52Ri=Rb11R b12r be1+(1+)R e11=1.587kRO=RC=2k1.4.2 引入负反馈时电压放大倍数Auf=1+RF/Re11=11输入输出电阻Rif=RifR b11R b12=1.662kRof=68.893k1.5 仿真结果分析1.5.1 不加入级间反馈利用 Multisim 的直流工作点分析功能，测量无级间反馈时两级放大电路的静态工作点，分析结果如下：13可见，U BQ1=1.98414V,UEQ2=1.24924V,UCQ1=9.14568V,UBQ2=2.95917V, UEQ2= 2.19919V,UC
18、Q2=7.64516V.加入正弦输入电压，利用虚拟示波器可观察到第一级输出电压波形与输入电压反相，而第二级输出电压波形与输入电压同相。两个放大级的输出波形均无明显的非线性失真。当 Ui=4.999mV 时，利用虚拟表可测得 Uo=644.624mV.可见，无级间反馈时，两级放大电路总的电压放大倍数为：A u=Uo/Ui=128.95由虚拟表测得，当 Ui=4.999mV 时，I i=3.149A,则放大电路无级间反馈时的输入电阻为：Ri=Ui/Ii=4.999/3.149=1.587k将负电阻 RL 开路，测得 Uo=1.289V,这放大电路无级间反馈时的输出电阻为：Ro=(Uo/U o-1)
19、RL=1.9992k1.5.2 引入级间电压串联负反馈 上正弦输入电压，由虚拟示波器看到，同样的输入电压之下，输出电压的幅度明显下降，但波形更好。由虚拟表测得，当 Ui=4.999mV 时，U o=50.065mV,这引入电压串联负反馈后，电压放大倍数为Auf=Uo/Ui=10.015说明引入负反馈后电压放大倍数减小了。由虚拟表测得，当 Ui=4.999mV 时，I i=3.014A,则Rif=Ui/Ii=1.659k可见引入电压串联负反馈后输入电阻提高了。但与无级间反馈时的 Ri 相比，提高很少，这是由于电路图中总的输入电阻为Rif=RifR b11R b12引入电压串联负反馈只是提高了反馈
20、环路内的输入电阻 Rif，而 Rb11 和 Rb12 不在反馈环路内，不受影响，因此总的输入电阻 Rif 提高不多 .将负载电阻 RL 开路，测得 Uo=51.793mV，则Rof=(Uo/U o-1)RL=69.030k可见，引入电压串联负反馈后输出电阻降低了。1.6 电压串联负反馈放大电路频率响应的测试在电路图中所示的仿真电路中，首先将开关打开，利用 Multisim 的交流分析功能，测量无级间反馈时放大电路的波特图，分析结果如下所示：14（a）未引入级间反馈(b)引入级间反馈引入电压串联出反馈后，中频电压放大倍数减小了，但下限频率降低了，而上限频率升高了，因此总带宽展宽了。题目二 长尾式
21、差分放大电路2.1 课程设计的目的(1)了解长尾式差分放大电路的结构和基本原理。(2)了解长尾式差分放大电路的应用。(3 熟悉运算放大的线性和非线性电路的应用。2.2 设计任务设计一个单管共射放大电路，使其能够实现一定的功能，电路由自己独自设计完成，在实验中通过自己动手调试电路，能够真正掌握实验原理，并在实验后总结出心得体会。152.3 电路模型的建立2.4 理论分析2.4.1 静态工作点分析IBQ=(VEE-UBEQ)/R+(1+)(2Re+0.5Rw)=(12-0.7)/10+51*(2*27+0.5*0.5)mA0.004mA=4uAICQI BQ=50*0.004mA=0.2mAUCQ
22、=VCC-ICQRC=(12-0.2*30)V=6VUBQ=-IBQR=(-0.004*10)V=-0.04V=-40mV2.4.2 动态工作点的分析Ad=-R L， /R+rbe+(1+)R W/2RL,=RC/RL/2=7.5 kRbe=rbb,+(1+)26mv/I EQ=6.93 k则 Ad=-12.6Rid=2R+rbe+(1+)R W/2=2*(10+6.93+51*0.5*0.5) k59.4 kRO=2RC=2*30 k=60 k2.5 仿真结果的分析(1)利用 multisim 的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点。分析结果如下：XSC1A B C DGTXMM1XM
23、M2XMM3R110kVCC12VVEE-12VRc130k Rv230kRL20kR210kRe27kR8500Key=A 50%VEE1VT1 VT22 345VCC80Ui15mVrms 1kHz 0 Ui25mVrms 1kHz 0 1090616可知 UCQ1=UCQ2=5.89216V（对地）UBQ1=UBQ2=-40.71884（对地）则 ICQ1=ICQ2=(VVV-UCQ1)/RC1=(12-5.89216)/30mA=0.204mA(2)加上正弦输入电压，利用虚拟示波器可以看出 UC1 与 UI 反相，而 UC2 与 UI 同相。(3)当 Ui=10mV(既 Ui1=5mV
24、，U i2=-5mV)时，有虚拟仪表测得 Uo=127.517mV Ii = 169.617nA,则 Ad=-Uo/ Ui=-127.517/10=-12.7517Ri=Ui/Ii=10/169.617 *103K将负载电阻 RL 开路，测得 UO=510.044mV则 Ro=(Uo/Uo-1)RL=(510.044/127.517-1)*20K=59.996(3)将电路图中的负载电阻 RL 右端接地，使差分放大电路改为单端输出。此时可测得当 Ui=10mV 时，U o=102.014mV，则 Ad=-102.014/10=-10.2014在单端输出的情况下将 RL 开路，可测得此时 Uo，
25、=255.03mV，则Ro=（255.03/102.014-1）*20K=29.999K17参考文献1.余孟尝数字电子技术基础简明教程高等教育出版社 2007 年 12 月2.吴翔，苏建峰Multisim10&Ultiboard 原理图仿真与 PCB 设计电子工业出版社 2008年 1 月3.张利萍，王向磊数字逻辑实验指导书信息学院数字逻辑实验室4.程勇编著 人民邮电出版社 2010 年 4 月第一版EDA 技术使用丛书实例解说Multisim 10 电路仿真5.杨志忠主编 机械工业出版社 2008 年 7 月第一版电子技术课程设计6.黄培根 奚慧平 主编 浙江大学出版社 2005 年 2 月第一版Multisim 7&电子技术实验7.杨素行 主编 高等教育出版社 模拟电子技术基础简明教程 第三版
