电子设计大赛(模电)课件

1、模拟电子技术运放滤波直流稳压电源模拟电子技术运放vo+PN+VCCVEE集成电路运算放大器vo+PN+VCCVEE(a)国家标准规定的符号(b)国内外常用符号1. 运放符号一、运放基本知识vo+PN+VCCVEE集成电路运算放大器vo+PN+2. 电压传输特性 vo= f (vi)线性区：vo = Avo(v+ v-)非线性区：v+ v 时， vo = +Vom v+ v 时， vo = +Vomv+u 时，uo= +Uo (sat) u+u 时，uo= Uo (sat) URuouiR2+R1+运放处于开环状态三、 电压比较器的设计 用作比较器时，运放工作URuouiR2+R1+uiuoUR

2、R2+R1+ Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR输入信号接在反相端输入信号接在同相端电压传输特性Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR阈值电压(门限电平)：输出跃变所对应的输入电压。 URuouiR2+R1+uiuoURR2+uitOUROuot +Uo (sat) Uo (sat)t1t2URuouiR2+R1+uitOUROuot +Uo (sat) Uo (sat输出带限幅的电压比较器设稳压管的稳定电压为UZ，忽略稳压管的正向导通压降则 ui UR，uo = UZUZ UZuoRDZURuouiR2+R1+电压传输特性 Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR输

3、出带限幅的电压比较器设稳压管的稳定电压为UZ，UZ UZ单门限比较器的抗干扰能力应为高电平错误电平单门限比较器的抗干扰能力应为高电平错误电平2. 迟滞比较器（正反馈）（1）电路组成（2）门限电压门限电压上门限电压下门限电压回差电压2. 迟滞比较器（正反馈）（1）电路组成（2）门限电压门限电（3）传输特性（3）传输特性电子设计大赛(模电)课件3. 设计步骤（1）基本电压比较器设计时运放中的电阻阻值按几千欧几百 千欧自行选择。 （2）迟滞比较器设计时自行选择一个电阻阻值，另外一个由回 差电压方程计算 。 回差电压3. 设计步骤（1）基本电压比较器设计时运放中的电阻阻滤波电路的设计1. 基本概念滤波

4、器：是一种选频电路，能使有用频率信号通过而同时抑 制或衰减无用频率信号的电子装置。滤波器无源滤波器：由电阻、电容和电感组成。 缺点：低频时体积大，很难做到小型化。 有源滤波器：含有运算放大器的滤波器。 优点：体积小、效率高、频率特性好。滤波电路的设计1. 基本概念滤波器：是一种选频电路，能使有用2. 分类低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）2. 分类低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（B3. 有源低通滤波电路uiuoRFuCCR+R1+(1) 一阶低通滤波电路3. 有源低通滤波电路uiuoRFuCCR+R1+若频率 为变量，则电路的传递函数其模(幅

5、频响应）为 幅频特性0| Auf | A(j) |O若频率 为变量，则电路的传递函数其模(幅频响应）为 幅 当 0时，| A(j)| 衰减很快 显然，电路能使低于0的信号顺利通过，衰减很小，而使高于0的信号不易通过，衰减很大，称一 阶有源低通滤波器。 一阶二阶 幅频特性0| Auf | A(j) |O 一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢(-20dB/十倍频程)，一般用在对滤波要求不高的场合。为了改善滤波效果，使 0 时信号衰减得更快些，常将两节RC滤波环节串接起来，组成二阶有源低通滤波器。 当 0时，| A(j)| 衰减很快 显(2) 二阶低通滤波电路(2) 二阶低通滤波电路对于滤波电路，有得滤

6、波电路传递函数（二阶）对于滤波电路，有得滤波电路传递函数（二阶）令称为 通带增益称为 特征角频率称为 等效品质因数则滤波电路才能稳定工作。注意：令称为 通带增益称为 特征角频率称为 等效品质因数则滤波电路4. 有源高通滤波电路(1) 一阶高通滤波电路uiuoRFCR+R1+（低通滤波器中R、C位置互换即可）4. 有源高通滤波电路(1) 一阶高通滤波电路uiuoRF 可见，电路使频率大于0 的信号通过 ，而小于0 的信号被阻止，称为有源高通滤波器。 若频率 为变量，则电路的传递函数其模为 幅频特性0| Auf | A(j) |O 可见，电路使频率大于0 的信号通过 ，而小于0 (2) 二阶高通滤

7、波电路(2) 二阶高通滤波电路可由低通和高通串联得到必须满足低通截止角频率高通截止角频率5. 有源带通滤波电路可由低通和高通串联得到必须满足低通截止角频率高通截止角频率5例:例:可由低通和高通并联得到必须满足6. 有源带阻滤波电路可由低通和高通并联得到必须满足6. 有源带阻滤波电路6. 有源滤波电路设计方法（1）关于滤波器类型的选择（2）级数的选择 主要根据对带外衰减特殊性的要求来确定。每一阶低通或高通电路可获得-20dB每十倍频程的衰减。（3）运放的选择 在无特殊要求的情况下，可选用通用型运算放大器，运放的开环增应在80dB 以上。如果滤波器的输入信号较小，例如在10mV以下，则选低漂移运放

8、。 6. 有源滤波电路设计方法（1）关于滤波器类型的选择（2）级一般设计滤波器时都要给定截止频率fc (c)、带内增益Av，以及品质因数Q（二阶低通或高通一般为0.707）。在设计时经常出现待确定其值的元件数目多于限制元件取值的参数之数目，因此有许多个元件均可满足给定的要求，这就需要设计者自行选定某些元件值。一般从选定电容器入手，因为电容标称值的分档较少，电容难配，而电阻易配，可根据工作频率范围按照表1初选电容值。f(110)Hz（10102）Hz（102103）Hz（110）KHz（10102）KHz （102103）KHzC(2010)F（100.1）uF（0.10.01）uF（10410

9、3）pF（103102）pF（10210）pF表1 滤波器工作频率与滤波电容取值的对应关系（4）元器件的选择一般设计滤波器时都要给定截止频率fc (c)、带内增益Av例：试用集成运放设计一截止频率fc=100Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，要求：（1）选择运放；（2）选择和计算全部电阻、电容参数。设计步骤：（1）选择运放：选择通用型运放， 如LF412例：试用集成运放设计一截止频率fc=100Hz的二阶低通巴特（2）选择电容器容量，计算电阻阻值f(110)Hz（10102）Hz（102103）Hz（110）KHz（10103）KHz （102103）KHzC(2010)F（100.1）uF（0.

10、10.01）uF（104103）pF（103102）pF（10210）pF参考此表，可选C1=C2=0.33uF由得选择标准电阻R=4.7千欧（2）选择电容器容量，计算电阻阻值f(110)Hz（10阶数n2468增益G一级1.5861.1521.0681.038二级2.2351.5861.377三级2.4831.889四级2.610表2 巴特沃斯低通、高通电路阶数n与增益G之关系由表2可知：2阶巴特沃斯滤波器增益为A0=AVF=1.586若取R1=68千欧，则 Rf=（AVF-1)R1=39.8千欧阶数n2468增益G一级1.5861.1521.0681.0直流稳压电源设计小功率直流稳压电源的

11、组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压直流稳压电源设计小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成1. 单相桥式整流电路(2) 工作原理 v2 正半周，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 ，在负载电阻上得到正弦波的正半周。反之，二极管 D2、 D4 导通， 在负载电阻上得到正弦波的负半周。(3) 工作波形(1) 电路结构1. 单相桥式整流电路(2) 工作原理 v2 正半(4) 参数计算(3) 流过每管电流平均值 ID(4) 每管承受的最高反向电压 VDRM(1) 整流电压平均值 Vo（即负载上输出平均电压）(2) 整流电流

12、平均值 Io（流过负载的平均电流）(4) 参数计算(3) 流过每管电流平均值 ID(4) 每(5) 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 VDRM 是选择整流二极管的主要依据。选管时应满足： IOM ID ， VRWM VDRM (5) 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 2. 电容滤波器(1) 电路结构(2) 工作原理 v2正半周时，当v2 vC时，二极管D1D3导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， vC 增加，vo= vC 。 v2负半周时，当| v2| vC时，二极管D2D4导通。(3) 工作波形vovtOtO 2. 电容滤波器(1) 电路结构(2)

13、工作(T 电源电压的周期)近似估算取： Vo = 1. 2 V2 ( 桥式）(4) 参数计算(T 电源电压的周期)近似估算取： Vo = 1. 2 3. 稳压电路+UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流调压稳压电路（1）稳压管稳压3. 稳压电路+UIRL+CIOUO+uIRRDZI（2）集成稳压芯片稳压单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。1. 分类XX两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出正电压78XX 输出负电压79XX （1. 25 37 V 连续可调）（2）集成稳

14、压芯片稳压单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高2. 外形及引脚功能W7800系列稳压器外形1输入端3 公共端2 输出端78xxW7900系列稳压器外形1 公共端3输入端2 输出端79xx塑料封装2. 外形及引脚功能W7800系列稳压器外形1输入端3 输入与输出之间的电压不得低于3V！3. 三端集成稳压器的应用COW7805CiUi+_+_UO123 0.11F1F输入与输出之间的电压不得低于3V！3. 三端集成稳压器的应用23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO 15V1F1F0.33F0.33F1000F1000FCOW78XXCiUI+_+

15、_UO123UXXUZRDZ+_+_COCW117CiUi+_+_UO321 AdjR1R22401F0.1F23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V1树立质量法制观念、提高全员质量意识。9月-229月-22Sunday, September 25, 2022人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。16:04:3316:04:3316:049/25/2022 4:04:33 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。9月-2216:04:3316:04Sep-2225-Sep-22加强交通建设管理，确保工程建设质量。16:04:3316:04:3316:04Sunday, September 25, 2022安全在于心细，事故出在麻痹。9月-229月-2216:04:3316:04:33September 25, 2022踏实肯干，努力奋斗。2022年9月25日4:04 下午9月-229月-22追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。25 九月 20224:04:33 下午16:04:339月-22严格把控质量关，让生产更加有保障。九月 224:04 下午9月-2216:04September 25, 2022作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022/9/25 16:04:3316:04:3325 Septemb