基本单元电路设计(一)

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,基本单元电路设计（一）,基本单元电路,直流稳压电源电路,运算放大器电路,信号产生电路,信号处理电路,声音报警电路,传感器应用电路,功率驱动电路,显示电路,A/D,转换电路,直流稳压电源,直流稳压电源是电子设备的能源电路，关系到整个电路设计的稳定性和可靠性，是电路设计中非常关键的一个环节。,主要包括,三端固定式（正、负压）集成稳压器,三端可调式（正、负压）集成稳压器,DC-DC,电路,直流稳压电源,直流稳压电源基本原理,直流稳压电源,常用三端固定式集成稳压电源电路,稳压器名称举例,LM7805,：正,5V,输出,LM7906,：负,6V,输出,通用电压等级有,9,种：,05 06 08 09 10 12 15 18 24,特殊电压等级输出电路：,5.5V 11V,直流稳压电源,常用三端可调式集成稳压电源电路,稳压器名称举例,LM317,：,1.25V,37V,正电压输出,LM337,：,1.25V,37V,负电压输出,最大输出电流：,1.5A,输出电压表达式：,R1,一般取值为,120,240,欧姆,直流稳压电源,正负输出集成稳压电源电路,直流稳压电源,集成稳压电路使用注意事项,电源变压器的功率容量与输出电压,电源变压器的功率要大于整个系统的功率，并有一定量的富余,输出电压要高于稳压器的最小输入电压,输入与输出的电压差,集成稳压器有最小电压差要求，通常为,2.3V,以上,新型集成稳压器的最小压差可低至,0.2V,直流稳压电源,集成稳压电路使用注意事项,耗散功率与散热,稳压器上消耗的功率为：,消耗的功率越大发热越严重，需要用散热器降低芯片温度,整流二极管的选择：电流与反向电压,承受的最大反相电压：,每只二极管的平均电流：,滤波电容的配置,大的电解电容、小的瓷片电容,输出电压精度：最大,5,，一般在,1,以内,直流稳压电源,其他用途的集成稳压电源,精密稳压电源,输出电压：,Uo,=(1+R1/R2)*2.5V,输出电压精度可达,5,以内,直流稳压电源,其他用途的集成稳压电源,DC-DC,电源电压,效率高、有降压稳压器和升压稳压器,受控稳压电源,输出电压可控,输出电压,Uo,=1.25*(1+(R+400)/R1),直流稳压电源,其他用途的集成稳压电源,LCD,显示器用负压电源,小电流负电压,正电压转换为负电压,运算放大器电路,运算放大器的分类,通用型,按工业上的普通用途设定,各方面性能中等、价格便宜,uA741,、,LM358,、,OP07,、,LM324,精密型,输出精度高、失调电压小、温漂小,用于需要精确测量的场合,TLC4501/2,、,TLE2027,、,TLE2037,、,TLE2022,运算放大器电路,运算放大器的分类,低噪型,也属于精密型，要求器件产生的噪声低,噪声包括热噪声、电压噪声、电流噪声,TLE2027,、,TLE2227,、,TLE2237,、,TLE2201,高速型,运行速度快，即增益带宽乘积大、转换速率快,通常用于处理频带宽、变化快的信号，如视频,TLE2037,、,TLE2421,、,TLE2144,、,TLE4501,运算放大器电路,运算放大器的分类,低电压低功耗型,用于低压供电，,3V,或电池供电系统,器件耗电小（,500uA,）、低压运行、轨对轨输出,TLE2262,、,TLE2272,、,TLE2442,、,TLE2254,单电源型,可用单电源,5V,供电，输入和输出端电压可低为,0V,TLE2262,、,TLE227,运算放大器电路,运算放大器的基本参数,单、双电源供电,电源电流,输入失调电压、输入失调电流,输入电阻,转换速率、建立时间,差模输入电阻,失调电流温漂、偏置电流温漂,差模电压增益、共模电压增益,单位增益带宽,输入噪声电压、输入噪声电流,长时间漂移,运算放大器电路,运算放大器使用注意事项,如无特殊要求，尽量采用通用型运算放大器,正确认识、对待各种参数，不盲目片面追求指标的先进,当用运算放大器作弱信号放大时，应选用失调及噪声系数均很小的运算放大器（,ICL7650,）同时保持运放同相端与反相端对地的等效直流电阻,用于直流放大时，必须妥善进行调零,为消除运放的高频自激，应参照推荐参数在规定的消振引脚之间接入适当的电容消振，同时应尽量避免两级以上放大级级连，以减小消振困难。,运算放大器电路,运算放大器使用注意事项,常见的调零电路,运算放大器电路,运算放大器应用电路,反相输入比例运算电路,同相输入比例运算电路,平衡电阻,运算放大器电路,运算放大器应用电路,反相输入比例求和电路,平衡电阻,差动放大电路,积分运算电路,运算放大器电路,运算放大器应用电路,差动放大电路,积分运算电路,运算放大器电路,测量放大电路,又称数据放大器、仪表放大器,特点,输入阻抗高,输出阻抗低,失调及零漂很小,放大倍数精度可调,具有差动输入、单端输出,共模抑制比高,适用于大的共模电压背景下对缓慢微弱的差值信号进行放大，常用于热电偶、应变电桥、生物信号等的放大,运算放大器电路,测量放大电路,放大倍数：,A=1+2R1/RG,运算放大器芯片：,OP07,运算放大器电路,集成测量放大电路（仪用放大器）,AD623,、,AD522,、,INA114,、,AD620,信号产生电路,信号种类,矩形波、正弦波、三角波、单脉冲波,产生方法,矩形波,频率,约为,1/1.39RC,信号产生电路,产生方法,矩形波,信号产生电路,产生方法,正弦波产生电路,输出频率,正反馈系数,信号产生电路,产生方法,三角波,利用积分器原理模拟成三角波,RP1,用于幅度调节,RP2,控制,C1,的充电电流，用于频率调节,信号产生电路,集成电路函数发生器,ICL8038,输出频率为几赫兹到几百千赫兹,可同时输出正弦波，三角波和方波,信号产生电路,DDS,直接频率合成器,频率稳定度高,输出频率精度高,易与微处理器接口、实现数字控制,可生成任意的周期波形,电路形式,FPGA+EEPROM+D/A,集成,DDS,芯片,信号处理电路,信号处理电路,主要利用集成运算放大器或者专用模拟集成电路，配以少量的外接元件可以构成各种功能的处理电路,主要功能,信号放大,信号滤波,阻抗匹配,电平转换,非线性补偿,电流,/,电压转换（,I/V,）,电压,/,频率转换（,V/F,）,信号处理电路,有源滤波电路,允许某一部分频率的信号顺利通过，而另一部分的信号被急剧衰减,主要用于数据传送和抑制干扰,运算放大器和,RC,网络组成有源滤波电路,滤波器分类,低通滤波器（,LPF,）,高通滤波器（,HPF,）,带通滤波器（,BPF,）,带阻滤波器（,BEF,）,信号处理电路,有源滤波电路,低通滤波电路,截止频率,信号处理电路,有源滤波电路,当从反相端输入时高通、低通输出端信号截止频率为,当从同相端输入时带通输出端信号截止频率为,信号处理电路,电压频率转换电路,把输入信号电压变换成相应的频率信号,输入的频率和输出的电压信号成正比,图中参数可将,5pA,电流转换成,5V,电压,信号处理电路,电流电压转换电路,把输入变换成电压,输入的频微小电流和输出电压信号成正比,适用范围,调频、调相、,A/D,、数字电压表,数据测量仪器、远距离遥控设备,模拟集成电压频率转换器优点,性能稳定,灵敏度高,非线性误差小,