电子技术课程设计
课题： 音响放大器的设计与制作
专业班级： 自动化10-1BF 学生姓名: 何 飞 学号: 14101501965 指导老师: 邓己媛 杨宣兵 日期： 2011年12月
目 录
一．设计任务书（设计课题、功能要求） ................................................................................... 3 二．实验仪器 ................................................................................................................................... 3 三．设计框图及整机概述 ............................................................................................................... 4 四．各单元电路的设计方案及原理说明 ....................................................................................... 4
1.电源滤波电路 ........................................................................................................................ 5 2.测试电源接入端电路 ............................................................................................................ 6 3.测试端口输入保护电路 ........................................................................................................ 7 4.ICL7107外接显示电路及其输出电路 ................................................................................ 8 5.数码管的显示电路 ................................................................................................................ 9 6.小数点驱动电路 .......................................................................................................... 11 五．调试过程、参数测试及结果分析 ......................................................................................... 11
1.调试过程： .......................................................................................................................... 11 2.参数测试： .......................................................................................................................... 12 3.结果及其分析： .................................................................................................................. 12 六．设计、安装及调试中的体会 ................................................................................................. 13 七．对本次课程设计的意见及建议 ............................................................................................. 13 八．参考文献 ................................................................................................................................. 13 九．附录......................................................................................................................................... 14
附录A音响放大器原理图 .................................................................................................... 15 附录B PCB板图 ................................................................................................................... 16 附录C 音响放大器实物图 ................................................................................................... 17 附录D 元器件清单 ............................................................................................................... 17
一．设计任务书（设计课题、功能要求）
该课程设计的主要任务是要求我们自己利用ICL7107及电阻电容去设计一个三位半的数字电压表，能够实现200mv、2v、20v、200v、1000v五个不同档位的电压测量。整个过程以下环节：画原理图，PCB布局，电路版的打印及制作，打孔，焊锡元器件，调试，误差分析等。整个过程要求我们先学会Altium Designer Release 10或者Altium Designer Release 6.9或者protel 99se等软件将原理图画出来及PCB的布局连线；其次制作PCB板时时要求我们掌握如何去打印PCB图，让我们知道了电路板上的铜线是怎么布上去的；然后在锡焊元器件的时候从很大一部分考验了我们锡焊的功底，同时又锻炼了我们的锡焊能力，提高了我们对锡焊能力培养的重视；最后在调试和误差分析的时候，让我知道在做电子类的产品的时候，并不是所有的理论在实践中都管用，让我们知道了理论和实践之间还是有很大的距离，提醒我们实践出真知，只有通过实践我们才可以更好的掌握和理解书本上理论。
二．实验仪器
直流稳压电源（一台）、数字万用表（一个）、
三．设计框图及整机概述
图1.1-1 设计框图
设计框图如上图所示，先将待测的电压输入模拟电压通道中，利用一系列的电阻将待测的电压衰减到200mv一下，然后输入ICL7107的30和31号管脚，通过ICL7107及其一些外围电路对数码管编码分别接到对应的数码管上进行显示。对于小数点，因为本次设计采用的是共阳极的数码管，所以小数点采用短路帽直接连接到ICL7107的38号TEST 端口。对于200mv---1000v的5个不同的档位则也采用短路帽，短接不同的端口表示选择不同的档位。
四．各单元电路的设计方案及原理说明
1.电源滤波电路
图1.1-2滤波电路
如上图所示，电路图的作用为滤波，通过两个电容将电源的交流成分滤掉，其目的为稳定电源输入量，减小因电源中的交流成分带来的不稳定及对电路的损害。
2.测试电源接入端电路
图1.1-3测试电源接入端电路
Hearder 2为测试电源的接入端口，2为正，1为负；R5-R9为分压电阻及衰减电阻，当短路帽接到Header 5X2的1和2端口时，送入ICL7107的电压即为待测电压，所以为200mv的量程档；当接Header 5X2的3和4端口时，送入ICL7107的电压即为除R5之外其余电阻上的电压，计算易知待测电压衰减了10倍，所以为2v量程档；当接Header 5X2的5和6端口时同理可知为20v档；当接Header 5X2的7和8端口时为200v档；当接Header 5X2的9和10端口时为1000v档。
3.测试端口输入保护电路
图1.1-4测试端口输入保护电路
通过量程选档后接入一个过热保护的保险丝（实际中用一个过热保护电容代替），防止因短路温度过高而烧坏元器件；1M的电阻减小输入的电流，防止电流过大；D1,D2稳定输入到ICL7107的电压。
4.ICL7107外接显示电路及其输出电路
图1.1-5测试电源接入端电路
第一个图为我自己的原理图，第二个图是从ICL7107芯片资料上截下来的图，所以要驱动该芯片工作必须接相应的外接电路。 5.数码管的显示电路
⑴数码管显示原理
图1.1-6数码管原理图
设计中采用的是4段LED数码管来显示电压值。LED具有耗电低、亮度高、视角大、线路简单、耐震及寿命长等优点，它由4个发光二极管组成，其中3个按‘8’字型排列，另一个发光二极管为圆点形状，位于右下角，常用于显示小数点。把4个发光二极管连在一起，公共端接高电平，叫共阳极接法，相反，公共端接低电平的叫共阴极接法，我们采用共阴极接法。当发光二极管导通时，相应的一段笔画或点就发亮，从而形成不同的发光字符。其8段分别命名为dp g f e d c b a。例如，要显示“0”，则dp g f e d c b a分别为：00111111B；若要显示多个数字，只要让若干个数码管的位码循环为高电平就可以了。
⑵数码管的显示电路
图1.1-7.数码管的显示电路
如上图1.1-3.，从左至右第一个数码管显示最高位，测得的电压正负和最高位是否为1，为1则显示‘1’不为则不显示；第二个，第三个，第四个都可以显示1-9，得到的数字显示即为测得的电压。
6.小数点驱动电路
图1.1-8.小数点驱动电路
和量程档的选择一样，小数点的驱动也要用到短路帽，当Header 3X2的
1和2短接时从左到右的第一个数码管亮；当Header 3X2的3和4短接时从左到右的第二个数码管亮；当Header 3X2的5和6短接时从左到右的第三个数码管亮。
五．调试过程、参数测试及结果分析
1.调试过程：
将已知的待测电压从数字电压表的两个输入端输入，调节滑动变阻器使电压表的视数和已知的输入电压相近。
2.参数测试：
用万用表测量ICL7107的35和36号管脚的电压，使输入电压接近100mv。
3.结果及其分析：
⑴数据结果如图 电已知电压 压 量程 1 3 200mv 0.1v 0.2v 2v 0.5v 1.0v 1.5v 20v 5.0v 10.0v 15.0v 200v 10.0v 15.0v 20.0v 1000v 15.0v 20.0v 25.0v 测量电压 4 2.0v 20.0v 25.0v 30.0v 1 0.096v 0.472v 5.00v 9.5v 15v 2 3 4 0.175v 0.984v 1.421v 1.897v 9.97v 14.67v 19.45v 14.4v 19.2v 24.3v 19v 23v 28v 图1.1-9.电压表测试数据结果
⑵误差分析
由上图可知我自己做的电压表测的电压不是很准确，通过计算和测量发现有一下原因：
1）在量程选档的5个电阻值R5—R9并不是完全为9.1M,910K,91K,9.1K和1K，其用到的电阻的测量值为10.2M,1M,90K,10K和1K；通过对比发现电阻值整体取的较高，所以所测量的电压相对与标准电压值要小。
2）标准电压的校准时用万用表测的ICL7107的35和36号管脚的电压不为标准的100mv。
3）通过观察1000v的档位误差最大，分析发现ICL7107在将模拟电压转换为数字信号时，是通过双积分的方法，所以在转换过程中有相应的精度，所以量程越大测的电压误差也越大。
六．设计、安装及调试中的体会
做了这个数字电压表，从设计电路，到焊接，到调试，到最后成功的做
出来一个完全属于自己的电压表，我将模拟电路和数字电路的理论应用与实际的电子产品中，让我对于理论有一个更深的理解，同时也让我知道理论和实践之间是有差别的，只有加强自己的动手能力，学好理论的同时，多多实践，才能够将理论运用于实践。
七．对本次课程设计的意见及建议
做完本次课程设计，我希望学校能够改善我们做板子的设备，做到在学
校里和在外面的流程一样，这样我们才能够更好的适应社会上的工作需求，同时希望老师也能够更新自己的知识，交我们学习最新的软件。
八．参考文献
[1] 庚华光 《电子技术基础》 数字部分 [2] 庚华光 《电子技术基础》 模拟部分 [3] 邱关源 《电路分析》 高等教育出版社
九．附录
附录A音响放大器原理图
附录B PCB板图
附录C 音响放大器实物图
附录D 元器件清单
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