| Министерство образования Российской Федерации
ГОУ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ
Дипломная работа по теме:
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
Методические указания для студентов всех форм
обучения специальности 200700 - Радиотехника
Екатеринбург 2001
ВВЕДЕНИЕ
Курсовое проектирование является завершающим этапом изучения курса "Схемотехника аналоговых электронных устройств".
В процессе курсового проектирования студент должен закрепить, расширить и углубить знания, полученные при изучении курса, а также развить навыки самостоятельной работы.
Основная задача курсового проектирования - научить студентов:
1. Анализировать технические задания, самостоятельно подбирать техническую литературу по разрабатываемому устройству.
2. Самостоятельно выбирать и обосновывать структурную схему устройства, критически оценивать возможность, целесообразность и необходимость применения современной интегральной микросхемотехники.
3. Выполнять электрический расчет схем,
каскадов на транзисторах и интегральных микросхемах.
4. Использовать современные методы автоматизированного проектирования устройств.
5. Оформлять техническую документацию по результатам проектирования.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Задание на проектирование аналогового устройства выдается индивидуально каждому студенту (или группе студентов) и содержит технические параметры АУ, который должен быть спроектирован (ТЗ), содержание и форму представления отчетного материала, сроки проектирования.
Темы курсового проектирования могут предполагать также типовую процедуру проектирования с усиленной исследовательской частью (реальный курсовой проект).
Техническое задание на типовой проект аналогового устройства, как правило, включает:
1.Назначение аналогового устройства.
2.Входные данные (входное сопротивление Rвх
, параметры входного сигнала; входное напряжение Uвх,
диапазон входного воздействия и др.).
3.Выходные данные (сопротивление и емкость нагрузки Rн
, Сн,
параметры выходного сигнала: величина и полярность выходного напряжения и др.).
4.Допустимые искажения сигналов (полоса пропускания и искажения на верхних fв
и нижних fн
граничных частотах Мв
, Мн
, время установления импульса tуст
, спад плоской вершины импульса D,
величина выброса d и др.)
5.Эксплуатационные параметры (диапазон рабочих температур, напряжение питания Еп
, потребляемая мощность Рп
).
6.Конструктивно-технологические требования (вес, габариты, элементная база).
В качестве типового проекта предлагаются следующие аналоговые устройства:
1.Усилители измерительного устройства (табл.2.1, варианты 1-10).
2.Импульсные усилители (табл.2.2, варианты 11- 45).
3.Широкополосные усилители (табл.2.3, варианты 46 - 70).
4.Селективные усилительные устройства (табл.2.4, варианты 71- 80).
5.Устройства аналоговой обработки сигналов на ИМС (табл.2.5, варианты 81- 90).
6.Устройства для улучшения качества воспроизведения звуковых программ (табл.2.6, варианты 91- 100).
8. Усилители мощности звуковой частоты (табл.2.7, варианты 101- 110).
9.Усилители низкой частоты аппаратуры записи и воспроизведения звуковых сигналов (варианты 111- 120):
| 111 -
|
канал записи магнитофона 0 группы сложности
|
| 112 -
|
канал воспроизведения магнитофона 0 группы сложности
|
| 113 -
|
канал записи магнитофона 1 группы сложности
|
| 114 -
|
канал воспроизведения магнитофона 1 группы сложности
|
| 115 -
|
канал записи магнитофона 2 группы сложности
|
| 116 -
|
канал воспроизведения магнитофона 2 группы сложности
|
| 117 -
|
канал записи магнитофона 3 группы сложности
|
| 118 -
|
канал воспроизведения магнитофона 3 группы сложности
|
| 119 -
|
канал записи магнитофона 4 группы сложности
|
| 120 -
|
канал воспроизведения магнитофона 4 группы сложности
|
Таблица 2.1
Техническое задание на проектирование усилителей измерительного устройства
| Параметры № п.п.
|
1.
|
2.
|
3.
|
4.
|
5.
|
6.
|
7.
|
8.
|
9.
|
10.
|
| Тип усилителя
|
Усилитель для милливольтметра переменного тока
|
Усилитель вертикального отклонения к осциллографу
|
| Граничные частоты (по уровню 3дБ)
|
FH
, гц
|
5
|
10
|
20
|
20
|
15
|
0
|
0
|
0
|
10
|
0
|
| FB
, гц
|
5
|
2,5
|
10
|
25
|
15
|
5
|
10
|
5
|
25
|
15
|
| Коэффициент усиления К0
|
104
|
105
|
2х103
|
100
|
103
|
50
|
50
|
100
|
50
|
100
|
| Стабильность К0
,%
|
1
|
0,5
|
2
|
1
|
2
|
5
|
|
Регулировка усиления
|
Ступенчатая от макс. К0
по 6 дБ на деление
|
СКП 1, 2, 5, 10, 20, 50
ИДР 20 дБ
|
| Характер нагрузки
|
RH
, кОм
|
2
|
1
|
2
|
1
|
5
|
Трубка 6Л03И
|
Трубка 8Л05И
|
| CH
, пФ
|
100
|
50
|
100
|
50
|
100
|
| Требования к входным параметрам
|
RВХ
, кОм
|
1
|
500
|
1
|
1
|
100
|
1000
50
|
| CВХ
, пФ
|
25
|
50
|
50
|
50
|
30
|
| Максимальное выходное напряжение UВЫХ
, В
|
2
|
1
|
2
|
1
|
5
|
±25 В
|
| Напряжение питания ЕП
, В
|
+12,6
|
В
|
В
|
+6,3
|
В
|
В
|
Примечания: 1. Механические и климатические требования установить не хуже требований, принятых для переносной аппаратуры.
2. СКП 1, 2… ступенчатая с коэффициентом передачи 1, 2…, П - плавная, ДР - диапазон регулировки, В – параметр выбирается по усмотрению исполнителя.
Таблица 2.2
Техническое задание на проектирование импульсных усилителей
| № п.п.
|
Назначение
|
Сигнал
|
Внутреннее. сопр. ист. сигнала, Ом
|
Входное сопр. усилителя, Ом
|
Выход
|
Сопротивление нагрузки, Ом
|
Емкость нагрузки, пФ
|
Коэффициент усиления К0
|
Нестабильность К0
, %
|
Регулировка усиления, дБ
|
Диапазон рабочих температур
|
Напряжение питания
|
Примечание
|
| ЭЛС (напр.), мВ
|
Полярность
|
Длительность, мкс
|
Время уст., мкс
|
Напряжение, В
|
Полярность
|
Время установл., мкс
|
Выброс, %
|
Спад вершины, %
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
21
|
| 11.
|
В
|
20
|
+
|
1-5
|
0,1
|
100
|
-
|
10
|
±
|
0,2
|
1
|
2
|
300
|
20
|
-
|
-
|
П-20
|
10+50
|
В
|
ВС
|
| 12.
|
В
|
2,5
|
-
|
0,3
|
0,05
|
50
|
-
|
1
|
+
|
0,12
|
2
|
2
|
75
|
26
|
-
|
-
|
П-20
|
10+55
|
В
|
-
|
| 13.
|
В
|
0,3
|
+
|
1-300
|
-
|
102
-105
|
-
|
0,6
|
+
|
0,15
|
1
|
-
|
50
|
30
|
-
|
-
|
У
|
В
|
6,3
|
-
|
| 14.
|
В
|
1-40
|
±
|
0,8-6
|
-
|
-
|
3x103
|
2
|
±
|
0,25
|
B
|
B
|
2x102
|
10
|
-
|
-
|
С-30
|
В
|
В
|
-
|
| 15.
|
П
|
0,1-102
|
+
|
0,5-10
|
0,05
|
-
|
5x104
|
0,2
|
+
|
0,25
|
B
|
B
|
102
|
10
|
-
|
-
|
С-60
П-20
|
10+60
|
6,3
|
-
|
| 16.
|
П
|
1-10
|
+
|
1-104
|
0,05
|
75
|
-
|
-
|
-
|
0,15
|
-
|
-
|
2x102
|
10
|
100
|
2
|
П-20
|
10+50
|
В
|
-
|
| 17.
|
П
|
2-20
|
-
|
2-10
|
-
|
10-104
|
-
|
-
|
-
|
0,3
|
1
|
2
|
500
|
30
|
300
|
2
|
В
|
10+50
|
В
|
-
|
| 18.
|
П
|
10-500
|
±
|
0,2-5
|
-
|
-
|
104
|
-
|
±
|
0,05
|
-
|
1
|
3x102
|
-
|
20
|
0,15
|
У
|
-30+60
|
В
|
-
|
| 19.
|
О
|
100
|
+
|
0,7
|
0,05
|
500
|
-
|
20
|
±
|
0,12
|
1
|
3
|
105
|
-
|
-
|
-
|
У
|
20+50
|
В
|
ВС
|
| 20.
|
О
|
200
|
-
|
2
|
0,1
|
103
|
-
|
30
|
±
|
0,2
|
2
|
2
|
2x105
|
-
|
-
|
-
|
П-20
|
10+45
|
В
|
ВС
|
| 21.
|
О
|
10
|
±
|
1-400
|
-
|
-
|
105
|
2,5
|
±
|
0,25
|
3
|
5
|
500
|
20
|
-
|
-
|
С-20
П-15
|
15+50
|
В
|
ВС
|
| 22.
|
Р
|
0,2-100
|
+
|
0,4
|
-
|
400
|
-
|
0,5
|
+
|
0,12
|
B
|
B
|
300
|
1
|
-
|
-
|
В
|
В
|
6,3
|
-
|
| 23.
|
Р
|
0,5-102
|
-
|
0,7
|
-
|
103
|
-
|
2
|
+
|
0,15
|
B
|
B
|
102
|
25
|
-
|
-
|
П-60
|
В
|
В
|
-
|
| 24.
|
Р
|
10-300
|
+
|
0,25
|
-
|
300
|
-
|
1
|
+
|
0,05
|
1
|
3
|
800
|
100
|
-
|
-
|
В
|
-40+60
|
В
|
-
|
| 25.
|
Т
|
0,3
|
+
|
0,4
|
-
|
200
|
-
|
0,2
|
-
|
0,06
|
B
|
B
|
30
|
5
|
-
|
-
|
У
|
-20+60
|
6
|
-
|
| 26.
|
Т
|
0,1
|
-
|
10
|
-
|
-
|
2x105
|
0,15
|
-
|
0,5
|
B
|
2
|
500
|
10
|
-
|
-
|
У
|
0+50
|
+3-5
|
-
|
| 27.
|
Т
|
4
|
±
|
3
|
-
|
500
|
-
|
16
|
±
|
0,3
|
3
|
B
|
1000
|
300
|
-
|
-
|
П-20
|
-30+50
|
В
|
-
|
| 28.
|
Т
|
30
|
+
|
20
|
4,0
|
2x105
|
-
|
10
|
-
|
6
|
-
|
10
|
103
|
10
|
-
|
-
|
П-16
|
-50+60
|
В
|
ВС
|
| 29.
|
В
|
15
|
+
|
1,5
|
0,2
|
-
|
750
|
5
|
-
|
0,3
|
1
|
-
|
400
|
100
|
-
|
-
|
У
|
В
|
В
|
-
|
| 30.
|
В
|
4
|
-
|
1
|
0,1
|
103
|
-
|
4
|
-
|
0,2
|
-
|
3
|
50
|
20
|
-
|
-
|
У
|
В
|
В
|
-
|
| 31.
|
Р
|
1-200
|
-
|
0,6
|
0,03
|
50
|
-
|
1-3
|
+
|
0,09
|
2
|
3
|
350
|
25
|
-
|
-
|
В
|
-40+60
|
В
|
-
|
| 32.
|
И
|
0,5-50
|
+
|
1-50
|
-
|
-
|
104
|
-
|
+
|
0,15
|
1
|
1
|
2
|
15
|
400
|
1
|
С-36
|
-10+50
|
В
|
-
|
| 33.
|
В
|
2-60
|
+
|
1,1
|
-
|
100
|
-
|
1-4
|
+
|
0,2
|
1
|
2
|
75
|
20
|
-
|
-
|
В
|
-40+60
|
В
|
-
|
| 34.
|
Т
|
1-40
|
-
|
10
|
0,2
|
400
|
-
|
-
|
+
|
0.35
|
-
|
5
|
100
|
50
|
150
|
-
|
В
|
-20+40
|
В
|
-
|
| 35.
|
О
|
0,7-100
|
±
|
0,6-100
|
-
|
50-103
|
-
|
-
|
±
|
0,16
|
2
|
2
|
500
|
20
|
200
|
-
|
С-46
П-10
|
В
|
В
|
ВС
|
| 36.
|
Р
|
2-250
|
+
|
0,8
|
0,05
|
400
|
-
|
1-3
|
-
|
0,1
|
1
|
4
|
250
|
20
|
-
|
-
|
В
|
-40+60
|
В
|
-
|
| 37.
|
И
|
1-200
|
-
|
0,3-30
|
-
|
-
|
5x103
|
-
|
-
|
0,1
|
1
|
1
|
3x103
|
10
|
50
|
0,5
|
С-40
|
-10+50
|
В
|
-
|
| 38.
|
В
|
3-100
|
-
|
0,8-1000
|
-
|
-
|
4x103
|
-
|
+
|
0,2
|
1
|
2
|
103
|
25
|
300
|
1
|
В
|
10+50
|
В
|
-
|
| 39.
|
Т
|
5-50
|
+
|
0,2
|
600
|
-
|
-
|
-
|
0,3
|
-
|
-
|
700
|
20
|
500
|
-
|
В
|
-10+35
|
В
|
-
|
| 40.
|
О
|
0,2-100
|
±
|
0,7-10
|
-
|
-
|
3x103
|
2-6
|
±
|
0,18
|
1
|
2
|
200
|
20
|
-
|
-
|
В
|
0+50
|
В
|
ВС
|
| 41.
|
И
|
2,5-300
|
±
|
1-45
|
-
|
-
|
104
|
-
|
-
|
0,2
|
-
|
-
|
600
|
20
|
30
|
0,3
|
0+50
|
В
|
-
|
| 42.
|
Т
|
4-50
|
+
|
1,5
|
0,05
|
300
|
-
|
-
|
-
|
0,15
|
2
|
1
|
150
|
30
|
80
|
-
|
±6
|
-40+60
|
В
|
-
|
| 43.
|
Т
|
5
|
-
|
1-20
|
0,08
|
350
|
-
|
7
|
+
|
0,2
|
-
|
-
|
200
|
20
|
-
|
-
|
±6
±6
|
-40+60
-50+50
|
В
В
|
-
-
|
| 44.
|
О
|
0,1-100
|
±
|
0,8-20
|
-
|
-
|
2,5x103
|
0,3-1
|
±
|
0,22
|
1
|
1
|
300
|
15
|
-
|
-
|
±6
|
0+50
|
В
|
ВС
|
| 45.
|
Р
|
0,3-80
|
+
|
0,85
|
0,05
|
400
|
-
|
0,5-2
|
-
|
0,15
|
1
|
-
|
400
|
18
|
-
|
-
|
50
|
-40+60
|
В
|
-
|
Примечания: В – выбрать самостоятельно; И – измерительный; О – осциллографический; Р – радиолокационный; Т – телеметрия , общего назначения, С – ступенчатая, П – плавная, У – установочная; ± 6дБ; ВС – выход симметричный, допускается асимметрия 10%.
Таблица 2.3
Техническое задание на проектирование широкополосного усилительного устройства
| №
п.п.
|
UВЫХ
, В,
эфф.
|
RH
, Ом
|
CH
, пФ
|
EГ
, В, эфф.
|
RГ
, Ом
|
Полоса частот
|
Частоты искажения
|
Нелинейные искажения,
%
|
Регулировка усиления,
DР
, дБ
|
Максимальная температура окруж. среды
град. Цельсия
|
| fH
, Гц
|
fВ
, Гц
|
МH
, дБ
|
МВ
, дБ
|
| 46.
|
20
|
106
|
10
|
0,2
|
50
|
20
|
5
|
3
|
3
|
8
|
СП 20
|
60
|
| 47.
|
5х2
|
2х106
|
20
|
0,05
|
100
|
50
|
4
|
3
|
3
|
6
|
П 10
|
50
|
| 48.
|
10
|
105
|
12
|
0,02
|
75
|
30
|
3
|
3
|
3
|
5
|
СП 40
|
50
|
| 49.
|
8х2
|
106
|
20
|
0,1
|
50
|
20
|
4
|
3
|
3
|
6
|
СП 40
|
80
|
| 50.
|
5х2
|
2х104
|
16
|
0,05
|
75
|
50
|
3
|
3
|
3
|
5
|
П 10
|
50
|
| 51.
|
25х2
|
2х105
|
10
|
0,2
|
50
|
26
|
4
|
3
|
3
|
6
|
СП 40
|
50
|
| 52.
|
12
|
2х106
|
10
|
0,1
|
100
|
30
|
4
|
3
|
3
|
10
|
П 10
|
75
|
| 53.
|
15х2
|
106
|
16
|
0,1
|
50
|
50
|
5
|
3
|
3
|
8
|
СП 30
|
50
|
| 54.
|
10
|
105
|
20
|
0,1
|
100
|
20
|
5
|
3
|
3
|
5
|
П 10
|
40
|
| 55.
|
6
|
2х105
|
20
|
0,05
|
50
|
30
|
3
|
3
|
3
|
6
|
СП 30
|
45
|
| 56.
|
10
|
106
|
12
|
0,1
|
75
|
20
|
6
|
3
|
3
|
8
|
СП 20
|
70
|
| 57.
|
20
|
106
|
10
|
0,2
|
50
|
|