电子工程实验

课程设计指南电子工程通信工程电子科学与技术自动化生物专业

电子技术实验室12通道讲台窗户15643109118714121315161718192021222423252627282930313234333536门门时间安排100203(2-13周)周一:5-8节100200(2-13周)周二:5-8节)100233(2-13周)周四:5-8节10100(2-13周)周二:5-8节)课程设计的目的课程设计是本课程学习完毕后的一次综合性练习，通过具体应用例子的设计练习，达到对已学过的单元电路有一个更深入的复习和理解，对于如何应用各单元电路于整机中有一个初步的概貌，通过这一练习，学生们对本课程的知识将得到一个较大的提高，同时学习技术总结报告、科技论文的基本撰写方法。时间内容第一单元基于数字电路的课题设计（第2周）1．由指导老师介绍基本情况、解释题目要求。2．学生班内自由结合，两人一组，提交选题申请。3．实验室根据设备、材料情况调剂，确定每组题目（个别组有可能与原选题不同）。4．查阅资料。第一单元基于数字电路的课题设计（第3周）1．查阅资料。2．在指定实验室由指导老师答疑。3．计算机EDA仿真（在EDA机房或其他地点进行）。第一单元基于数字电路的课题设计（第4周）1.通过教师审查，领取材料。2.组装电路。3.调试电路。4.准备设计报告。第一单元基于数字电路的课题设计（第5周）1.组装电路。2.调试电路。3.若调试完成，提请指导教师验收,准备设计报告。第一单元基于数字电路的课题设计（第7周61.组装电路。2.调试电路。3.指导教师验收,准备设计报告。第一单元基于数字电路的课题设计（第8周71.调试电路。2.指导教师验收,提交设计报告。第二单元基于模拟电路的课题设计（第8周）1．由指导老师介绍基本情况、解释题目要求。2．继续按原两人一组组合，提交选题申请。3．实验室根据设备、材料情况调剂，确定每组题目（个别组有可能与原选题不同）。4．查阅资料。第二单元基于模拟电路的课题设计（第9周）1．查阅资料。2．在指定实验室由指导老师答疑。3．计算机EDA仿真（在EDA机房或其他地点进行）。第二单元基于模拟电路的课题设计（第10周）1.通过教师审查，领取材料。2.组装电路。3.调试电路。4.若调试完成，提请指导教师验收,准备设计报告。第二单元基于模拟电路的课题设计（第11周）1.组装电路。2.调试电路。3.若调试完成，提请指导教师验收,准备设计报告。第二单元基于模拟电路的课题设计（第12周）1.调试电路。2.指导教师验收,提交设计报告。第三单元考核结题（第13周）安排考核。提示和建议：提示同学们要抓紧时间，在课外做好准备工作，充分利用实验室的仪器设备进行调试，尽量不要在调试时间插线，更不要在实验室看书。其实只要真正明白电路原理，再学会一些调试排查的技巧，课内安排的调试时间是有富裕的。另外，如果规定时间估计难以完成，可以利用实验室开放时间做些补充。对所设计电路的原理要非常清楚，否则遇到一旦遇到故障将无从下手，乱了方寸，也无法回答老师的考核提问，学习不到真正的知识，提高不了能力。所以不能生搬别人的设计。另外，通过实验，学会一些调试技巧是更有意义的，比如调试时前后断开分级排查、用替代的方法、排除的方法等等。《电子技术实验I-2》考核方法根据两个课题的完成情况，形成平时实验分数，每个课题占40%。

（1）设计方案的正确性、合理性、创新性：4分（2）EDA仿真：4分（3）实验动手能力（安装工艺水平、实际测试效果、分析解决问题的能力、占用时间）：24分

（4）设计报告8分

实验的考核占20%

本课程的考核包括卷面考核和作品验收，目的是了解学生对所选课题的实际掌握程度，督促学生在教学过程中独立思考、亲力亲为，学有所获，避免在相对宽松的实验模式下出现抄袭或依赖他人的情况。经过考核如果发现学生对所提交设计内容的掌握不能达到最基本要求，指导教师有权不予通过本课程（即考核过程的一票否决）。

工具及面包板每组可借一套工具及面包板工具包括：剥线钳、偏口钳、尖嘴钳、一字改锥、十字改锥、镊子各一把面包板一块实验台抽屉钥匙一把正确使用细心保管丢失赔偿任务完成后和实验器件一并交回时间2周至13周选择课题根据自己的能力、爱好选择课题电路设计明确系统的设计任务,选择方案,单元设计参数计算和器件选择组装调试电路之间要共地,组装方法要正确,布局合理通电之前要检查正确使用仪器.撰写报告将设计、组装、调试的内容进行全面总结,将实践内容上升到理论高度电子技术基础课程设计课程设计教学目的——知识的综合运用过程（离散知识点的组合，数、模课程的综合）。——理论与实践相结合的过程（以理论为基础设计，在实践中检验、修正）。——重点训练器件的选择与匹配。调试的方法与技巧。课程设计流程说明听讲、查资料、设计电路、交方案和元件清单、领元件和工具、测试数据、验收、拆元件、清点元件和工具、写设计报告。课程设计要求1、按时间表工作，未完成前不得缺勤、迟到。2、务必提前准备好设计方案，严禁抄袭。3、设计作品采用的元件一般在给定的元件清单内选择，不得随意更改。4、电路仿真可自由选择仿真工具，实验室提供Multisim2007软件。5、设计作品使用面包板安装，电路板焊接，应合理布线，作品外观包含工艺分。6、详细记录设计、安装、调试、测量中的思路、现象、数据、排障过程等，以备撰写报告用。7、按时提交设计报告，报告格式严格按照报告格式进行，否则交回重写。设计方案原则－成本较低功能完整结构简单特色突出

布线原则～逻辑清晰接线牢固测试方便美观大方仿真过程注意事项

仿真是辅助手段，不可将仿真之电路图代替实际电路图、将仿真结果代替实际测量结果。仿真时，若找不到某器件，可用功能相似器件进行替代。

实验室提供仿真软件及场地。

严禁拷贝他人电路，发现近乎完全一样的电路图以零分处理。课程设计报告要求报告格式：按《数字电路课程设计报告格式》撰写，用A4纸打印，不按要求的后果自负。设计方案：预设计方案至少要准备两个以上，并进行比较说明选择实验方案的理由。电路图要求：整机电路和子模块电路要求用绘图工具规范作图（不可徒手画图），并标出元件名，参数，极性和节点，不得使用仿真原始图，分模块的元件标号应与整机图一致。IC说明：使用每种IC必须具备外观图、功能（表）、结构、管脚等资料。调试、测量：以实际实验数据为准，不得使用仿真或理论数据（包括波形）代替，调试及测量过程应尽可能详细。课题说明四个结合：模、数结合；软、硬结合；理论与实际相结合；功能与工艺相结合课题自由选择：每一道题分基础部分和选做部分，分别采取不同的分值系数（0.8～1）。同学可以根据自己能力自由选择。成绩计分方法为：

最终成绩=原始得分（满分100）×分值系数

例如：采用0.8系数的题目，完成成绩为90分，最终成绩为72分。电阻器：阻值、功耗、噪声、频率特性电容器；容量、耐压、精度、损耗电位器：功耗、阻值变化方式二极管：极限参数、频率特性三极管：极限参数、频率特性常用元器件的选择怎样选择集成电路

“先粗后细”：粗即功能、细既性能指标.查资料、手册．常用的阻、容标称值

直标法：

电容（1μf.=10-6

F1nf=10-9F1pf=10-12F)0.01μf0.022μf0.033μf0.047μf0.1μf0.47μf1μf4.7μf10μf47μf100μf

10p20p30p50p62p68p100p200p300p470p510p560p680p1000p2200p3300p4700p6800p

电阻系列标称值:11.11.21.31.51.61.822.22.42.733.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.110常用的阻、容标称值

乘数表示法：

电容:103(0.01μf)104(0.1μf)472（4700p）473(0.047μf)474(0.47μf)

332(3300p)333(0.033μf)102(1000p)202(2000p)302(3000p)

电阻：色环表示法

数码标注法一般为三位数码表示电容器的容量，单位pF

。其中前两位数码为电容量的有效数字，第三位为倍乘数，但第三位倍乘数是9时表示×10

1。

如：

101表示：10×101=100pF102表示：10×102=1000pF103表示：10×103=0.01μF104表示：10×104=0.1μF223表示：10×103=0.022μF474表示：10×104=0.47μF159表示：10×10–1=1.5pF数码电容标注法电阻器电阻是最常用、最基本的电子元件之一。其在电路中的主要用途是：分压、限流和充当负载。常用电阻有炭膜电阻和金属膜电阻。电阻器一般分为固体电阻器、电位器以及敏感电阻器三大类。电阻器从结构上可分为：固定电阻器（R）：一经制成阻值不再改变。可变电阻器(RH)：在一定范围可调，使用时固定在某一值上。电位器(RP)：在一定范围内连续可调。电位器电位器在电路中用于改变电阻的分配比例。可作为分压器，改变电路中的电压分配。它对外有三个引出端，其中两个为固定端，另一个是中心抽头。转动或调节电位器转动轴，其中心抽头与固定端之间的电阻将发生变化。常见的电位器外形图如图所示。碳膜电位器

它的电阻体是在马蹄形的纸胶板上涂上一层碳膜制成。它的阻值变化和中间触头位置的关系有直线式、对数式和指数式三种。碳膜电位器有大型、小型、微型几种，有的和开关一起组成带开关电位器。还有一种直滑式碳膜电位器，它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的。这种电位器调节方便。

线绕电位器

将电阻丝缠绕在涂有绝缘物的金属或非金属的条板上，再用专用工具将其弯成环型，装入基内，配上带滑动触点的转动系统，则构成线绕电位器。它的特点是阻值范围小，精度高，功率较大。3296精密可调电位器3296指的是电位器里的一个系列，指的是1/4英寸正方形单圈（240度）微调（0.50W）电位器（插件）。系列再按调节方式分顶调、侧调，脚的排列也分三脚式和直线式。3296-3362-3386-3266电容器电容也是最常用、最基本的电子元件之一。电容在电路中，可用于隔直流、通交流，滤波、旁路或与电感线圈组成振荡回路。电容种类电解电容（低频用，容量大，有极性，漏电大，应与陶瓷电容并联使用）钽质电容（漏电小的电解电容）塑料电容(polypropylene,polyester)（振荡器、滤波器用，温度系数小）陶瓷电容（高频滤波用，温度系数大）云母电容（高频用，温度系数小）电解电容

电解电容以金属氧化物膜做介质，以金属和电解质组作为电容的两极。金属为正极，电解质为负极。使用电解电容时应注意极性，不能用于交流电路。由于电解电容的介质是一层极薄的氧化膜（厚度只有10-2～10-3μm）因而比电容比任何其它类型的都要大。①铝电解电容.铝电解是使用最多的一种通用型电解电容,额定电压一般在⒍3～500V之间,容量为0.33～4700uF.②钽电解电容.由于钽及其氧化膜的物理性能稳定,因而它比电解电容的漏电小、寿命长,长期存放性能稳定,温度、频率特性好.但它比铝电解电容成本高、额定电压低(最高只有160V).

电容器的测量可利用万用表对其进行充放电检测。电容器的测量漏电电阻的测量：使用万用电表，首先将挡位旋钮旋到“R×1k”挡位，双笔短接调0，测量电容两引脚，指针顺时针偏转，然后逆时针缓慢退回，最后停下值就为漏电电阻，此值偏小说明漏电严重。断路测量：测量时指针始终无反应，说明断路。短路测量：测量电容量很小趋于零且指针不再返回，说明短路。电容极性判断：因为正向连接漏电电阻大，因此分别正反测量电容器两次，漏电电阻大的一次，黑标笔接的是正极。电容器的作用：电容器广泛应用于各种高、低频电路中和电源电路中，起退耦、耦合、滤波、旁路、谐振、降压、定时等作用。名词解释：1)滤波：指滤除干扰信号、杂波等2)耦合：指将两个或两个以上的电路连接起来并使之相互影响的方法3)退耦：指消除或减轻两个以上电路间在某方面相互影响的方法4)旁路：指与某元件或某电路相并联，其中某一端接地，将有关信号短接到地5)谐振：指与电感并联或串联后，其自由振荡频率与输入频率相同时产生的现象。

在元器件应用中，必须注意以下几个方面：

①电源电压的范围是多少？是单电源供电还是需要双电源供电？这点十分重要。若不注意,将+3.3V电源的器件加+5v，将+5V器件加+9V,甚至更高，那器件是必烧无疑。②元器件的主要指标是什么？这不外乎是速度和精度两方面。不要以为只要是运放就能作放大器、滤波器。例如要求做一个2MHz带宽的放大器，如果选用LM741，结果无论如何都达不到要求,因为LM741的单位增益带宽积只有1MHz。③元器件互相之间的电平匹配如何？④元器件的输入阻抗，允许的输入电压、电流范围以及输出驱动负载的能力等等。这一方面会涉及器件的安全,另一方面又可能影响到系统的某些指标能否达到。二极管的应用

1、整流二极管(IN4001-4007)：利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。2、开关元件(IN4148)：二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。3、限幅元件：二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。二极管的应用4、继流二极管：在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。5、检波二极管：在收音机中起检波作用。6、变容二极管：使用于电视机的高频头中。二极管的应用7、稳压二极管：稳压管的主要参数有：①稳压值VZ②电压温度系数③动态电阻rZ④允许功耗PZ

。8、发光二极管：在使用发光二极管时应注意两点：一是若用直流电源电压驱动发光二极管时，在电路中一定要串联限流电阻，以防止通过发光二极管的电流过大而烧坏管子，注意发光二极管的正向导通压降为1.2～2V(可见光LED为1.2～2V,红外线LED为1.2～1.6V)。二是发光二极管的反向击穿电压比较低，一般仅有几伏。因此当用交流电压驱动LED时，可在LDE两端反极性并联整流二极管，使其反向偏压不超过0.7V，以便保护发光二极管。

1N系列稳压二极管参数

1N46874.31N46884.71N46895.11N46905.61N46916.21N4731A4.31N4732A4.71N4733A5.11N4734A5.61N4735A6.2型号稳定电压

稳定电压

型号LED的分类1．按发光管发光颜色分

按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。2．按发光管出光面特征分

按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。3．按发光二极管的结构分

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。4．按发光强度和工作电流分

按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。

一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。怎样测量数码管引脚，分共阴和共阳?

找公共共阴和公共共阳：首先，我们找个电源（3到5伏）和1个1K（几百的也欧的也行）的电阻，VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上，组合有很多，但总有一个LED会发光的找到一个就够了，，然后用GND不动，VCC（串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就是共阴的了。相反用VCC不动，GND逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就是共阳的。也可以直接用数字万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。干簧管干簧管是一种非接触性机械开关，触点被封装在玻璃管内，当磁体靠近干簧管时，管内有二簧片被磁化，从而接通或断开触点。

半导体三极管

半导体三极管(晶体管)是最重要的一种半导体器件。广泛应用于各种电子电路中。晶体管最常见的结构有平面型和合金型两种。平面型都是硅管、合金型主要是锗管。它们都具有NPN或PNP的三层两结的结构，因而又有NPN和PNP两类晶体管。其三层分别称为发射区、基区和集电区，并引出发射极(E)、基极(B)和集电极(C)三个电极。9000系列

常用晶体管如下表所示型号极性用途特点PT(mW)fT(MHz)9011NPN高、中频放大4003709012PNP极好的线性hFE6259013NPN于9012配对作推挽6259014NPN线性好，hFE高6252709015PNP于9014配对6251909018NPN宽带高增益、放大40011009011~9018塑封硅三极管的参数三极管的管脚识别

9012、9013、9014、9015、9018等是中间一只脚为基极，字面向上，脚对自己，左边脚是E，右边脚是C。小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为EBC。晶体管作为数字集成电路的输入时，工作在开关状态，分为晶体管饱和导通和截止情况.开关晶体管输入方式NPN型晶体管对NPN型晶体管，管子截止时，输出为逻辑“1”状态，管子导通时，输出电压为0.3V左右，即逻辑“0”状态，R1的阻值大小必须保证当管子饱和时，能达到饱和状态。PNP型晶体管对PNP型晶体管，使用时的状态与NPN型的管子情况相反，但同样也能保证电阻R3能使管子饱和导通；管子截止时，R4阻值必须小于“关门电阻”，对TTL电路，一般为500欧。电路中为什么要使用光耦器件？

1、电气隔离的要求。A与B电路之间，要进行信号的传输，但两电路之间由于供电级别过于悬殊，一路为数百伏，另一路为仅为几伏；两种差异巨大的供电系统，无法将电源共用；2、A电路与强电有联系，人体接触有触电危险，需予以隔离。而B线路板为人体经常接触的部分，也不应该将危险高电压混入到一起。两者之间，既要完成信号传输，又必须进行电气隔离；3、运放电路等高阻抗型器件的采用，和电路对模拟的微弱的电压信号的传输，使得对电路的抗干扰处理成为一件比较麻烦的事情——从各个途径混入的噪声干扰，有可能反客为主，将有用信号“淹没”掉；4、除了考虑人体接触的安全，又必须考虑到电路器件的安全，当光电耦合器件输入侧受到强电压（场）冲击损坏时，因光耦的隔离作用，输出侧电路却能安全无恙。光电耦合器件的一般属性：

1、结构特点：输入侧一般采用发光二极管，输出侧采用光敏晶体管、集成电路等多种形式，对信号实施电-光-电的转换与传输。2、输入、输出侧之间有光的传输，而无电的直接联系。输入信号的有无和强弱控制了发光二极管的发光强度，而输出侧接受光信号，据感光强度，输出电压或电流信号。3、输入、输出侧有较高的电气隔离度，隔离电压一般达2000V以上。能对交、直流信号进行传输，输出侧有一定的电流输出能力，有的可直接拖动小型继电器。特殊型光耦器件能对毫伏，甚至微伏级交、直流信号进行线性传输。4、因光耦的结构特性，输入、输出侧需要相互隔离的独立供电电源，即需两路无“共地”点的供电电源。下述一、二类光耦输入侧由信号电压提供了输入电流通路，但实质上输入信号回路，也是有一个供电支路的；而线性光耦，则输入侧与输出侧一样，是直接接有两种相隔离的供电电源的。在变频器电路中，经常用到的光电耦合器件，有三种类型

1、一种为三极管型光电耦合器，如PC816、PC817、4N35等，常用于开关电源电路的输出电压采样和误差电压放大电路，也应用于变频器控制端子的数字信号输入回路。结构最为简单，输入侧由一只发光二极管，输出侧由一只光敏三极管构成，主要用于对开关量信号的隔离与传输；2、第二种为集成电路型光电耦合器，如6N137、HCPL2601等，输入侧发光管采用了延迟效应低微的新型发光材料，输出侧为门电路和肖基特晶体管构成，使工作性能大为提高。其频率响应速度比三极管型光电耦合器大为提高，在变频器的故障检测电路和开关电源电路中也有应用；3、第三种为线性光电耦合器，如A7840。结构与性能与前两种光耦器件大有不同。在电路中主要用于对mV级微弱的模拟信号进行线性传输，在变频器电路中，往往用于输出电流的采样与放大处理、主回路直流电压的采样与放大处理。

光电耦合器件光电耦合器件分类光隔离器的几种类型二极管型三极管型达林顿型晶闸管驱动型发光器件光敏器件被测物体槽式光电耦合器示意图槽式光电耦合器实物图+

EC光隔离式光传感器光敏元件集成功能块点击不同的类型图可查询部分光隔离器的参数光电耦合器的外观 光电耦合器的外观大多为浅黄色或白色，市面上见到浅黄色或白色封装的集成电路几乎都是光电耦合器。光电耦合器的型号（1）TLP521-1/TLP521-2/TLP521-4，分别是每个封装内包含1个、2个、4个光电耦合器，由HP公司和日本东芝公司生产。（2）4N系列，如4N25、4N32等，由Motorola公司生产。（3）MOC30系列，如MOC3010、MOC3021、MOC3041等，为晶闸管驱动输出。（4）6N137，由HP公司生产，用于高速数据。达林顿晶体管DT达林顿晶体管DT（Dar1ingtonTransistor）亦称复合晶体管。它采用复合过接方式，将两只或更多只晶体管的集电极连在一起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极，依次级连而成，最后引出E、B、C三个电极。

BECBECNPNPNP

每只晶体管的放大系数分别这hFE1、hFE2、hFEn。则总放大系数约等于各管放大系数的乘积：hFE≈hFE1·hFE2……hFEn

因此，达林顿管具有很高的放大系数，值可以达到几千倍，甚至几十万倍。利用它不仅能构成高增益放大器，还能提高驱动能力，获得大电流输出，构成达林顿功率开关管。在光电耦合器中，也有用达林顿管作为接收管的。达林顿管产品大致分成两类，一类是普通型，内部无保护电路，另一类则带有保护电路。

达林顿管广泛应用于音频功率输出、开关控制、电源调整、继电器驱动、高增益放大等电路中。[结型]:NPN

[集电极-发射极反向击穿电压]

:100V[集电极-基极方向击穿电压]:100V[最大集电极电流]:5A[集电极-基极反向截止电流]:0.2mA[集电极-发射极连续压降]:2.0V[共发射极输出电容]:200pF[耗散功率]:65WTIP122特有属性TIP122外型及管脚集成运算放大器的选择对于性能指标没有特殊要求的一般交流放大，可选通用型。如LM741，LM324，LM348、LM358。作为快速采集的信号放大器，由于采样时的数据为离散的阶跃信号，要求运放具有较高的工作速度，因此，必须选用高速型，如μA715，转换速率SR≤100/

μs。

完成对弱信号的放大，要满足误差小于1μV的要求，可采用高精度型。如μA725，OP-27。对频率范围很宽的信号放大，应选用宽带型。如CF507。若要求运放输出信号幅值大，可选高压型，如F143。对高阻信号源的输出信号进行放大，可选LF356。对于能源有要求的，可选用低功耗型，如μA253。集成运放的重要参数：(1)增益带宽积（GBW)GBW=Avd.fH其中，Avd为中频开环增益，fH为开环上限截止频率。以uA741为例，Avd=100dB即100000倍。fH

=10Hz,GBW=10×100000=1MHz。即该运放的fT=1MHz。Avd(dB)ffHfTAvo若运放在应用中接成闭环放大电路，其闭环放大电路的上限频率fHF=GBW/AVFAvd(dB)ffHfTAvoAVFfHF(2)压摆率（转换速率）SR压摆率SR表示运放所允许的输出电压Vo对时间变化率的最大值。若输入一正弦波电压，运算放大器输出也应是一正弦波电压。则：若已知V0m，则在输出不失真的情况下，输入信号的最高频率对于uA741，若将连接成电压跟随器电路，若输入信号为Vin=2V，f=100KHz的正弦信号，其输出波形如何？+-vinvo为了要求输出不失真，则要求输入信号的应小于0.8V。vinvo(3)共模抑制比CMRR该项指标表示了集成运放对共模信号（通常是干扰信号）的抑制能力。定义Avd

为开环差模增益，Avc为开环共模增益。共模抑制比这一指标在微弱信号放大场合非常重要，以为在许多实际场合，存在着共模干扰信号。假设某一放大器的差模输入信号Vidm为10uV，而放大器的输入端存在着10V的共模干扰信号。为了使输出信号的有用信号（差模分量）能明显的大于干扰信号，这时要求该运放应有多大的共模抑制比呢？设该放大器的输出端的共模电压为Vocm,则Vocm=Vicm.Avc则将其折合到输入端的共模信号为：

Vicm=Vocm/Avc折合到输入端的误差电压为：在上例中，若取输入有用信号为干扰信号的两倍，即：则运放的共模抑制比要求运算放大器的共模抑制比大于120dB特殊运放的性能特点类型性能特点用途高阻型高输入电阻,rid可达10以上作测量放大器高速型单位增益带宽且转换速率高,有的单位增益带宽高达10MHz,有的转换速率高达几千伏/微秒数-模和模-数转换器、视频放大器、锁相环电路.低功耗型工作电源低,为几伏;静态功耗低,只有几毫瓦,甚至微瓦.空间技术、军事科学或工业中的遥感遥测电路高精度型低失调、低温漂、低噪声、高增益、失调电压和失调电流比通用型的小两个数量级，共模抑制比大于100dB。微弱信号的精密测量和运算，高精度仪器。大功率型能够输出大功率、大电流（如几安）。功率放大器，需大电流驱动的负载。高压型能够输出高电压，如100V高电压输出。集成运放应用电路的分析方法“化整为零”，将电路分成为若干部分电路，可以以集成运放为核心器件分割电路。“分析功能”，根据是否引入反馈以及反馈的极性来识别每一部分电路，并用恰当的方法分别描述各部分电路的功能。“统观整体”，弄清各部分电路的关系。“性能估算”，定量描述整个电路的性能指标集成运放基本应用电路的特征及其描述方法电路类型电路特征描述方法主要参数运算电路引入深度电压负反馈运算关系式有源滤波电路引入深度电压负反馈频率特性Aup、Au、fp、Q电压比较器大多数为开环或引入负反馈电压传输特性UOL、UOH、UT正弦波振荡电路放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅环节波形周期（频率）、振幅非正弦波发生电路滞回比较器、积分运算电路、或RC延迟环节波形周期（频率）、振幅

利用二极管的单向导电特性防止由于电源极性接反而造成的损坏。当电源极性错接成上负下正时，两二极管均不导通，等于电源断路，从而起到保护作用。

保护电路1.电源极性的保护2.输入保护

利用二极管的限幅作用对输入信号幅度加以限制，以免输入信号超过额定值损坏集成运放的内部结构。无论是输入信号的正向电压或负向电压超过二极管导通电压，则V1或V2中就会有一个导通，从而限制了输入信号的幅度，起到了保护作用。

利用稳压管V1和V2接成反向串联电路。若输出端出现过高电压，集成运放输出端电压将受到稳压管稳压值的限制，从而避免了损坏。3.输出保护LM324四通用运算放大器LM324是四通用运算放大器集成电路。可在收录机和音响系统中用作音调控制电路，也可广泛用于通信、仪器仪表中。该电路的特点如下：内含相位校正回路，外围元件少；即可双电源工作，也可单电源工作，工作电源电压范围宽；单电源：VCC=3.0～30.0V；双电源：VCC=±1.5～±15V；输入电压范围几乎可低至零电平；输出电压范围宽，可从0V～VCC-1.5V；消耗电流小：ICC=0.6mA(RL=∞)；采用双列直插14封装（DIP14）；方框图和引出端功能最大额定值（Tamb=25℃）电特性（除非特别说明，Tamb=25℃,VCC=9V）应用电路图LM348四741运算放大器LM348系列实际是四个741，它包含四个独立的、高增益、内补偿、低功耗的运算放大器。该电路被设计成与那些熟知的741运算放大器具有同样的功能。此外，四个放大器的总电源电流与一单个的741型运算放大器的电源电流差不多。其他一些特点包括：其输入失调电流和输入偏置电流比那些标准的741小得多，还有靠对每个放大器独立进行偏置并利用使热耦合减至最小的电路设计工艺来实现各放大器间的良好隔离。LM348可以被用在需要使用复合741或1558型运放的任何地方，也可以用在需要放大器配对或封装密度很高的地方。LM348管脚图LM393比较器LM393该电路的特点如下：即可双电源工作，也可单电源工作，工作电源电压范围宽；单电源：VCC=2.0～36V；双电源：VCC=±1～±18V；消耗电流小，ICC=0.8mA；输入失调电压小，VIO=±2mV；共模输入电压范围宽，VIC=0～VCC-1.5V；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；输出可以用开路集电极连接“或”门；采用双列直插8脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8脚塑料封装（SOP8）。LM393方框图与引出端功能LM358LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。=========================LM358OUT1-IN1+IN1-12+12OUT2-IN2+IN21458特性(Features):内部频率补偿直流电压增益高(约100dB)单位增益频带宽(约1MHz)电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5一±15V)低功耗电流，适合于电池供电低输入偏流低输入失调电压和失调电流共模输入电压范围宽，包括接地差模输入电压范围宽，等于电源电压范围输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V)运放应用中的一些实际问题1、不能调零：此时应检查运算放大器是否工作于闭环的负反馈状态。如果接线有错误，或是虚焊点，以及组件内部损坏，也会使调零电位器失去作用。如果关断电源又重新接通后即恢复正常（可以调零），则可能是组件出现“堵塞”现象。２、组件突然损坏最常见的是组件输出端不慎对地短路或接到某一个电源造成过电流；接入电容负载也容易产生瞬时大电流；电源极性接反或电压值接错也会产生过电流损坏。３、“堵塞”现象：“堵塞”现象又叫“阻塞”或“自锁”现象：闭环工作的运算放大器突然发生工作不正常，输出电压接近于两个极限状态之一，此时组件内部的输出管不是处于饱和状态，就是处于截止状态。发生“堵塞”时，放大器不能调零，信号也可能加不进去，人们往往误认为组件已损坏。其实只要切断电源，重新接通，或把组件两个输入端短路一下，就可使电路恢复正常工作。“堵塞”是由于输入信号过大或受强干扰的影响，使组件内部某些管子进入饱和状态，从而使负反馈变成正反馈而引起的。在比例运算中，去掉后，电路靠正反馈仍能维持较大的电压输出。要使电路恢复正常，唯有运放反相输入端电压，这就需要切断电源电压，或将N点对地短路才行。为了防止堵塞现象，应防止组件输入管饱和，因此必须在输入端加限幅保护。有的组件内部已设置有防止堵塞的电路。4、工作时产生自激振荡：表现为工作不稳定。人体或金属物体靠近时，变化尤为显著，用示波器可以看出有振荡波。应检查是否按规定的部位和参数接入ＲＣ校正（补偿）网络；负反馈是否太强；输出端是否接有电容性负载。接线太长引起杂散电容增大也会使电路工作不稳定。为了进一步抑制振荡，可重新调整ＲＣ补偿元件的参数。例如，减小补偿电阻的阻值，加大补偿电容的容量直到完全消除自激现象为止。此外，应在印刷电路板插座上正负电源接线端接上几十微法的电解电容和０.1μF的陶瓷电容相并联。国外部分公司及产品代号

TTL门电路使用注意事项

（1）TTL电路的电源正端通常标以“VCC”，负端标以“GND”。电源正常是集成电路门电路能否正常工作的必要条件。（2）TTL集成电路对电源电压要求比较严格，除了低电压、低功耗系列外，通常只允许在+5V±0.5V的范围内工作，若电源电压超过5.5V，将损坏器件；若电源电压低于4.5V,器件的逻辑功能将不正常。

（3）TTL门电路的多余输入端处理方法集成电路在使用集成电路时有时可能会出现多余的引脚。多余的引脚要按具体情况进行处理。（4）TTL集成电路的输出端不允许直接接地或直接接+5V，否则将导致器件损坏。

CMOS电路的栅极与基极之间有一层绝缘的二氧化硅薄层，厚度仅为0.1～0.2μm。由于CMOS电路的输入阻抗很高，而输入电容又很小，当不太强的静电加在栅极上时，其电场强度将超过105V／com。这样强的电场极易造成栅极击穿，导致永久性损坏。因此防止静电对保护CMOS集成电路是很重要的，要求在使用时注意以下儿点：CMOS集成电路的使用注意事项（1）CMOS电路的电源正端标以“VDD”，负端标以“VSS”。使用时一般将“VSS”接地。电源极性不得接反，否则将会导致CMOS集成电路损坏。使用IC插座时，集成电路引脚的顺序不得插反。（2）由于CMOS通过上千Ω的电阻接地，仍看作低电平输入。（3）在CMOS集成电路尚未接通电源时，不允许将输入信号加到电路的输入端，必须先接通CMOS电源的情况下，再接通信号源的电源。关机时，应先切断信号源电源，再关断CMOS电源（4）更换集成电路时应先切断电源。

CMOS集成电路的使用注意事项（5）输入端接低内阻信号源时，应在输入端与信号源之间串接限流电阻。接大电容时，为防止电容放电形成较大的瞬时电流，也应在输入端与电容之间串接限流电阻。如果输入端连接线较长，则为了防止在电路输入端产生附加振荡脉冲，也需要在门电路输入端串接限流电阻。（6）除具有OC(漏极开路门电路)结构和三态输出结构的门电路之外，禁止将输出端并联使用。禁止将输出端直接接VDD或VSS。

CMOS集成电路的使用注意事项

为增加CMOS集成电路的驱动能力,同一芯片上的CMOS门电路允许并联在一起使用.不在同一芯片上的门电路不允许这样使用。（7）在储存和运输中，CMOS集成电路应用金属纸（如铝箔）包好，短路集成电路的管脚，装入金属盒内屏蔽。使用时，开封后要马上使用，以免静电击穿集成电路。（8）电源电压应保持在最大极限电压范围之内。电源电压越高，抗干扰能力就越强，允许的工作频率越高，但功耗会相应增加。CMOS集成电路的使用注意事项（9）接线时，外围元件应尽量靠近所连引脚，引线应尽量短捷。避免使用平行的长引线，以防引入较大的分布电容形成振荡。若输入端有长引线和大电容，应在靠近CMOS集成电路输入端接入一个10kΩ限流电阻。（10）所有不使用的输入端不能悬空，应按工作性能的要求接电源或接地。否则电路的工作状态将不确定，并且会增加电路的功耗。对于空脚和输出端，通常不用连接。对于多余门的输入端既可接VDD，也可接VSS，任选其一。因为多余门不工作，不必考虑其逻辑关系，但抗干扰仍应考虑。CMOS集成电路的使用注意事项

并接输入端方法不适用多余门，因多余门中无使用的输入端。所以，对有多个输入端的多余门电路，应将多个输入端并联后再接VDD或VSS。

（11）使用高速CMOS电路时，一定要注意电路结构和印制电路板的设计。输出引线过长，容易产生“振铃”现象，进而引起波形失真，严重时还会导致电路无法工作。（12）人体能感应出几十伏的交流电压，人衣服的摩擦也会产生上千伏的静电，故尽量不要用手接触CMOS电路的引脚。CMOS集成电路的使用注意事项（13）防止产生锁定效应。锁定效应也称为晶闸管效应，是CMOS电路的一个特有问题，发生锁定效应会造成器件永久性损坏。产生锁定效应的原因是对元器件使用不当或受外界原因激发后，导致电源电压剧增，为了防止锁定效应，应对输入电压ui、输出电压uo做适当的要求，既

-VD＜ui＜VDD+VD-VD＜uo＜VDD+VDVDD＜VDDBR式中，VD为电路中寄生三极管发射极导通压降；VDDBR为的击穿电压。同时，还应采取如下措施：①在电源输入端加去耦电路，防止VDD出现瞬时高压。CMOS集成电路的使用注意事项

②在VDD与外电源之间加限流电阻，以保护芯片不致过流损坏。③调试电路时应注意接通与关闭电源的顺序。（14）所有与CMOS电路直接接触的工具，测试设备必须可靠地接地。CMOS集成电路的使用注意事项标准CMOS数字集成电路主要有4000和14500两大系列.前者以美国无线电公司(RCA)生产的CD4000系列为代表,后者以美国摩托罗拉公司(Motorola)生产的MC14500为代表.高速CMOS电路主要有74HC、74HCT两大系列.高速CMOS电路74HC系列能在低压下工作,电源电压(Vcc～GND)是+2～+6V,其低压特性优于标准CMOS电路为研制采用电池供电的小型化数字仪表提供了方便.工作频率高,最高可达50MHz微功耗,输入阻抗高,驱动能力强74HCT系列采用+5V电源供电.其引脚排列与TTL的74LS系列电路相同.完全可以取代74LS.输入端保护措施

在某些场合中数字集成电路的输入电压有可能超过允许范围造成器件的损坏。为防止输入电压超出范围，可以采用钳位二极管保护。输入端的保护当输入电压高于电源电压时，二极管VD1导通，使输入端电压钳制在VCC+0.7V；而当输入电压出现负值时，二极管VD2导通，使输入端电压钳制在VCC-0.7V左右。输入端的保护图中电阻为限流保护,阻值越大越好,但过大的阻值会产生较大的电压降,影响输入信号的电位,一般TTL电路使用100欧,CMOS电路选用1千欧.模拟地与信号地的区别模拟电路涉及弱小信号，但是数字电路门限电平较高，对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字电路又有模拟电路的系统中，数字电路产生的噪声会影响模拟电路，使模拟电路的小信号指标变差，克服的办法是分开模拟地和数字地。

对于低频模拟电路，除了加粗和缩短地线之外，电路各部分采用一点接地是抑制地线干扰的最佳选择，主要可以防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。

而对于高频电路和数字电路，由于这时地线的电感效应影响会更大，一点接地会导致实际地线加长而带来不利影响，这时应采取分开接地和一点接地相结合的方式。

另外对于高频电路还要考虑如何抑制高频辐射噪声，方法是：尽量加粗地线，以降低噪声对地阻抗；满接地，即除传输信号的印制线以外，其他部分全作为地线。不要有无用的大面积铜箔。

地线应构成环路，以防止产生高频辐射噪声，但环路所包围面积不可过大，以免仪器处于强磁场中时，产生感应电流。但如果只是低频电路，则应避免地线环路。数字电源和模拟电源最好隔离，地线分开布置，如果有A/D，则只在此处单点共地。

“共地”概念共地就是将各种仪器的地线与被测电路的地线连接在一起，即共用一个参考点。正确理解交流信号无正负之分这一概念。交流信号无正负之分，对平衡式输入或输出电路是正确的，如变压器、双端输入、输出的差分放大器。因为它的参考点可以任意设定，所以连线可随便连接，即参考点可以自行确定。但电子线路中大量的、常用的却是不平衡式的输入输出方式。例如。示波器、电子电压表以及各种组态的放大器等，它们的输入、输出端口中，有一端已经定义为参考点，我们称之为地线，另一端称为信号端，此时就必须把被测电路的地线与各种仪器的地线连载一起作为系统的参考点，以消除市电对电路的干扰。接地技术接地是抑制干扰的有效方法之一。所谓接地。就是选择一个等电位点。它是系统或电路的基准电位，即参考点，并且一定是大地电位。一般仪器机壳要接大地，我们把这种地线叫保护地线，主要目的是保护人身安全，这里所说的接地指电路的信号地线。正确理解交流信号无正负之分这一概念。交流信号无正负之分，对平衡式输入或输出电路是正确的，如变压器、双端输入、输出的差分放大器。因为它的参考点可以。电路接地方式，信号地线的接地方式有两钟：一点接地和多点接地。一点接地又有两种接法：串联和并联接地。接地技术串联接地方式从防止干扰来说是不合理的，因各地线串联，地线呈现的电阻容易形成公共地线干扰，但由于比较简单，当各电路的电平相差不太大的时候，使用得比较多。并联接地在低频中是最适用的，它没有公共阻抗支路，但需要连很多导线.且导线较长，地线阻抗较大，所以不适用于高频。多点接地是一种把电路中所有的地线分别连到最近的地线排上的一种方法，地线排一般是机壳，这样可以降低地线阻抗，比较适用于高频。。接地技术特别要注意的是：交流电源的地线不能用做信号地线，因为在一段电源地线的两点间会有数百毫伏甚至几伏的电压，对低电平电路来说这是一个非常严重的干扰。模拟地与数字地：在电子系统中往往既有模拟电路，又有数字电路，为了防止数字信号（即大信号）对模拟电路产生干扰，一般将两者的地分开。采用模拟地线和数字地线，使模拟电路和数字电路自成回路，这是很好的放干扰措施。

面包板上插接电路的顺序：一般是先安装世三极管或集成电路等有源器件，然后以这些器件的管脚为参照点，分别安装其它元件和导线。在面包板上安装电路的主要工具有剥线钳、偏口钳、尖嘴钳、镊子和改锥。剥线钳用于剥掉导线的塑料外皮、偏口钳用于剪断导线、元件引脚等。尖嘴钳用于折弯导线或大型元件引脚。镊子用来在面包板上插接元件和导线，以防止用手插线时，弄弯引线或插接不紧等现象的产生。面包板上电路插接技术如何布线布线原则：整齐、清晰、可靠，便于检查和更换芯片。连线要紧贴面包板整齐排放，最好不要在芯片周围走线，切忌跨越芯片上空或交错布线。布线技巧：布线前，先对照集成电路的管脚排列顺序在设计的逻辑电路图上标明芯片的管脚号。这样不但接线速度快，不易出错，而且便于检查。尽可能采用不用颜色的导线，如红色接电源，黑色接地，绿色线接信号等。如何布线布线顺序：将所有芯片的电源、地线和固定不便的输入端（如多余的空脚、触发器不用的清零、置位端等）接好。按照信号的流向依次接入信号线、控制线和输出线。电源耦合问题：由于集成电路形成的电源尖峰电流，在电源内阻上就形成了内部干扰电压。如果这个干扰信号足够大，可能引起电路故障。为消除电源耦合，可在电源和地之间接入去耦电路。使用集成电路触发器应注意的问题控制端直流偏置应正确

触发器所有不用的控制输入端，均应根据实际情况接上适当的逻辑电平（VDD或VSS），不得悬空，否则会影响电路的工作状态，并会增加电路的功耗。对于触发器的控制输入端，还应考虑其直流偏置问题。一般可在控制端与VDD或VSS（根据具体情况而定）之间接一只100KΩ的电阻，触发信号则接到引脚上。这样才能保证在常态下电路状态是唯一的，一旦触发信号（脉冲）来到时，触发器变能正常翻转。使用集成电路触发器应注意的问题特性参数要符合要求对触发器的建立时间ts、保持时间th及最高时钟脉冲频率fmax等特性参数，对不同的类型的触发器有不同的要求。对于维持阻塞式触发器来说，要求其数据输入端（D或J、K等）信号至少要比时钟脉冲触发沿早到一段时间，这就是建立时间ts。对于主从式JK触发器，在时钟高电平期间，JK信号不应变化，因此建立时间应大于时钟脉冲高电平时间。

使用集成电路触发器应注意的问题触发器在时钟脉冲的触发沿到达后，要求数据信号至少要保持一段时间，这就是保持时间th。触发器输入脉冲频率超过一定值后就不能工作。能使触发器正常工作的最高时钟脉冲频率fmax，故应使触发器工作在允许频率范围内。使用集成电路计数器应注意的问题

电磁干扰及其抑制办法干扰源的种类(1)近场电磁感应干扰当干扰源是小电流高电压的电场时,表现为电容性耦合；当干扰源是大电流低电压的电场时，表现为电感性耦合。信号传输线上就常常由于这种电容性和电感性耦合而感应出干扰信号。(2)其他干扰其他干扰包括远场电磁辐射干扰、供电线路馈入干扰、信号在长线传输线上因阻抗匹配引起反射而造成的干扰、TTL电路内部尖峰电流的固有噪声干扰等。抑制干扰的着手点

抑制干扰可以从以下几个方面着手抑制或削弱干扰源。切断干扰源对系统的耦合通道。提高电路本身的抗干扰能力。抑制干扰的主要措施抑制干扰的主要措施有屏蔽、接地、隔离、去耦、滤波、鉴幅、提高信噪比、消散形成干扰的电磁能、长线传输时实现阻抗匹配或采用长线传输发送器、接受器等。抑制干扰的主要措施1.设置交流电源滤波器为了防止和抑制从交流反馈电线引进的干扰，应在交流供电线和整流稳压电源之间设置交流电源滤波器2.逻辑电路地线应自成系统

逻辑电路的地线和强电控制电路的地线应分别自成系统，然后再接至安全接地点。抑制干扰的主要措施3.印制电路板地线设计应规范印制电路板上的地线应尽可能按规范设计，在每块印制电路板上都有高频、低频去耦电容。一般在每块印制电路板输入电源线与接地线之间应并联一个几十微法的电解电容和一个0.01～0.047µF之间的高频去耦电容，以防止TTL电路的动态尖峰电流产生的干扰。4.进入逻辑电路开关信号要加滤波电路对于从开关、按钮、键盘进入逻辑电路的开关信号均要加滤波电路。对于逻辑电路输出的控制信号通常是将电平提升以后再输出。抑制干扰的主要措施5.采用隔离电路采用隔离法，切断信号电路和逻辑电路在电路和磁路上的联系，可以有效地抑制干扰进入逻辑电路。如可用光电耦合器件使两电路相互独立，不成回路，可有效地切断噪声甬道。6.焊接要良好保证焊接质量良好，可以消除由于虚焊而造成的干扰。特别提示:元件名称元件标称值及型号、数量电阻电位器电容电感二极管三极管集成电路其它1.提供元器件清单格式提交元器件清单的格式样本：

特别提示：2、调试过程及测试数据要详细记录不要给整机加电，分级、分模块加电、调试；（静态工作点、逻辑状态、波形）.局部调试整机调试详细记录测试条件、数据及波形。特别提示：3、抓紧时间，紧跟步调，按时完成。4、仿真为必做内容，使用方法必须掌握。特别提示：5、设计报告整机电路及分模块电路手画，保证清晰整齐；仿真截图不可用。整机电路及分模块电路上的元器件标号及标称值需一致。图符、图名及文中所指需齐全。报告中应包含三张总图:即设计草图、仿真图、最终的电路图。关于“电路的调试与质量指标的测量”要求调试步骤自拟：逐级、分块调试关键测试点静态电压正常各级功能调试正常整机联调正常设计指标测量（测试）设计题一数字积分器设计任务和要求:1、模拟输入直流信号0～10V，积分时间1～10秒，步距1秒。2、积分值为0000～9999。3、误差小于1%±1LSB。4、应具有微调措施，以便校正精度。

多谐振荡器式与电荷平衡式VFC的比较多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低，具有单位占空比的方波输出。但是精度低于电荷平衡式VFC，而且不能对负输入信号积分。（如AD654和AD537)电荷平衡式VFC比较精确，适合小的模拟信号输入，而且输入信号可以为双极性，输出波形是脉冲串。缺点是对电路要求较高，输入阻抗低(如AD650、AD652和VFC320)。设计思路指南关键一：电压—频率转换电路(VFC)的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压.其输出为矩形波,是一种模拟量到数字量的转换电路,既模-数转换电路.应用:模拟-数字信号的转换、调频、遥控遥测等各种设备之中。

设计思路指南电路形式：由集成运放构成的电压—频率转换电路◆电荷平衡式电路:由积分器、滞回比较器（滞回比较器用运放或用NE555组成施密特触发器均可，但后者精度高）及受输出电压控制的电子开关。◆复位式电路：由积分器、单限比较器及由三极管或场效应管组成模拟电子开关。

电压比较电路

比较器用通用运算放大器和专用集成比较器的区别？

（1）比较器的一个重要指标是它的响应时间，它一般低于10-20ns。响应时间与放大器的上升速率和增益-带宽积有关。因此，必须选用这两项指标都高的运算放大器作比较器，并在应用中减小甚至不用相位补偿电容，以便充分利用通用运算放大器本身的带宽来提高响应速度。（2）当在比较器后面连接数字电路时，专用集成比较器无需添加任何元器件，就可以直接连接，但对通用运算放大器而言，必须对输出电压采取嵌位措施，使它的高，彽输出电位满足数字电路逻辑电平的要求。设计内容1、设计电路2、在实验箱上完成电路的布线和搭接3、电路的调试与质量指标的测量4、写设计总结报告（格式参考附件）Ｖ／Ｆ计数器数字显示积分时间门电路Ｖi通过电压—频率转换电路把一个直流电压转换为方波,此方波的频率与电压呈正比关系.由555组成的单稳态电路,一旦接受到一个负脉冲它将输出一个宽度为1秒钟的“门”,这个“门”和压频输出信号进行与运算(经过一个与门),从而得到一定数量的脉冲信号.此信号作为时钟送入计数器.系统框图参考元器件集成电路:LM358、LM348、LM741、NE556、74LS00、74LS08、74LS20、74LS161等；三极管3DK7电阻若干电容若干调零电位器10KΩ3296型精密可调电位器。设计题二压控阶梯波设计任务和要求:1、输出阶梯波的频率能被输入直流电压控制，频率控制范围600Hz～1000Hz。2、输出阶梯波的台阶数为10级且比例相等。3、输出阶梯波的电压为1V/级。4、输入控制电压的范围0.5～6V。电路结构简单,所用元器件少,成本低。

注：以上为基础功能部分，选做此题分值系数为1。电压频率转换电路V/f转换器定义：V/f(电压/频率)转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，即它的输出信号频率与输入信号电压值成比例，故又称为电压控制(压控)振荡器(VCO)。应用：在调频，锁相和A/D变换等许多技术领域得到非常广泛的应用。指标：额定工作频率和动态范围，灵敏度或变换系数，非线性误差，灵敏度误差和温度系数等压-频转换（VFC）电路uo+Uz积分器（出三角波）滞回比较器（出方波）+A1A2_+ui>0R1R2R3R4R5Cuo1DN1P2If≈R3ui2R1R2CUz积分器：输入方波输出三角波滞回比较器：输入正弦波输出方波设计思路指南关键二：数-模转换（DAC）。输出电压模拟量的大小与输入数字量的大小成正比。DAC的组成：数字寄存器、模拟电子开关、位权网络、求和运算放大器和基准电压源（或恒流源）。根据位权网络的不同，可以构成不同类型的DAC，如权电阻网络DAC，R-2R倒T型电阻网络DAC和单值电流型网络DAC等。

D/A转换器的一般结构

图中数据锁存器用来暂时存放输入的数字信号。n位寄存器的并行输出分别控制n个模拟开关的工作状态。通过模拟开关，将参考电压按权关系加到电阻解码网络。权电阻网络D/A转换器：

这种变换器由“电子模拟开关”、“权电阻求和网络”、“运算放大器”和“基准电源”等部分组成。

UR+-AuoS2S3S1S0RR/2R/4R/8R3R2R1R0RFD3D2D1D000115kR=80

k00111、权电阻D/A转换器：电子模拟开关(S0-S3)由电子器件构成，其动作受二进制数D0-D3控制。当DK＝1

时，则相应的开关SK接到位置1上，将基准电源UR经电阻Rk引起的电流接到运算放大器的虚地点（如图中S0、S1）；当Dk＝0时，开关Sk

接到位置0，将相应电流直接接地而不进运放（如图中S2、S3）。

UR+-AuoS2S3S1S0RR/2R/4R/8R3R2R1R0RFD3D2D1D000115kR=80

k0011输入V/F降压寄存整形计数输出A/CD/A缓冲系统框图压控阶梯波发生器应用压频转换电路将直流电压转化为矩形波信号,也就是实现了模拟信号向数字信号的转化,矩形波信号的频率随直流电压的变化而变化,转化控制了最终生成的阶梯波频率.然后通过计数器的计数多少来控制阶梯波的阶数,再经过寄存、缓冲等环节，最后通过D/A转换节数将数字信号再转化为模拟信号,从而生成阶梯波.阶梯波的幅度由一个放大电路来控制.参考元器件集成电路:LM358、LM348、LM741、74LS20、74LS161、74LS175、CD4010等；整流二极管IN4001、开关二极管IN4148、稳压二极管(单、双2CW234)电阻若干电容若干调零电位器10KΩ(WH5)3296型精密可调电位器。能控制步进电机正转和反转及运行速度,并由LED显示运行状态.(步进电机工作方式可为单四拍或双四拍).测量步进电机的步距角.(通过实测步进电机旋转一周时所需要的脉冲数,推算出步进电机的步距角).扩展要求:设计步进电机工作方式为单、双四相八拍设计题三步进电机控制电路脉冲发生器脉冲分配器控制电路驱动电路步进电机脉冲显示系统框图脉冲发生电路产生的脉冲频率为步进电机工作定下了基本节拍,环行脉冲分配和控制电路将产生的脉冲分配到步进电机的四相上,对步进电机四相进行控制驱动电路即功率放大电路,可以让步进电机有足够的能量正常运转,脉冲显示电路可以清楚地看到步进电机的工作状态.脉冲分配器步进电机在运转过程中，需要使定子线圈各相绕组按次序轮流通电，实现这一功能的电路即称为脉冲分配器。脉冲分配器的作用是将数控装置送来的一系列指令脉冲按一定的分配方式的顺序输入给步进电机的各项励磁绕组，实现对步进电机的控制。脉冲分配器可由集成电路的逻辑门、触发器等逻辑单元构成，也可以根据通电方式直接选用集成块脉冲分配器。还可以用软件来实现。参考元器件集成电路:NE556、74LS04、74LS08、74LS14、74LS161、74LS138、74LS153、CD4017、74LS194等；二极管IN4001、发光二极管复合三极管（达林顿）TIP122电阻若干、电容若干、单(双)刀双掷开关四相步进电机3296型精密可调电位器。步进电机步进电机步进电动机的工作原理与特点原理：步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲信号

转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。(3)改变脉冲顺序，改变转动方向。(4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比.

步进电机按其结构与工作原理，可分为反应式、永磁式、混合式和特种电机四种主要形式。四相步进电机,采用单极性直流电源供电.只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动.下图是该四相反应式步进电机工作原理示意图.单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形图

a.单四拍

b.双四拍

c.八拍四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式,单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小.八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此.八拍工作方式既可保持较高的转动力矩又可提高控制精度.驱动及显示电路

单电源驱动电路：当功率开关T开通时，Vs通过限流电阻R产生激磁电流流过绕组L；当功率开关断开时，绕组L中的能量通过释放电阻RF和释放二极管D释放掉；单电源驱动电路结构简单，但效率较低，起动和运行频率不高。单电压功率放大电路

单电压功率放大电路

步进电机每相绕组的供电都是由功率开关电路来执行的，四相步进电机应有四个功率放大电路单元5V此电路为并联形式,电阻小的支路可以分得较大的电流,电机绕组前串有5Ω电阻,所以电机绕组可以分得较大的电流,保证电机可以正常的转动.在这个电路中,达林顿三极管工作在开关状态,当三极管有一个高电位时,由于采用的是共射接法接法,三极管导通这时,三极管集电极和射级之间电压为管子的饱和管压降,可以认为此时的集电极为低电平.根据步进电机的励磁方式可知,当电机线圈一端为高电位,一端为低电位,电机转动一个角度.把这样的四个驱动电路分别接在电机的四相上,电机就可以按照前面脉冲发生器和控制电路输出的逻辑结果正确的转动了.在每个电机线圈上并联一个续流二极管保护开关元件可以承受较大的电流和较高的反向电势;在电机线圈两端并联发光二极管可以清楚地看到电机的工作状态,在发光二极管前串接限流电阻.一种四相步进电机驱动实用电路

要成为一个合格设计师，必须有扎实的电路基础。熟练掌握基本单元电路工作原理及分析、设计方法。放大整形光电转换门电路秒脉冲计数器译码显示SS设计题四直流电机测速

在图中,带透光方孔的转盘与要测量转速的传动轴相连结，轴转动时，带动带透光方孔的转盘一起转动，使红外接收三极管断续地接收到发光二极管发出的红外光，在其输出端产生一系列脉冲电平信号，通过对输入的脉冲电平信号进行计数，就可以测量出该转动装置的转速了。设转速为S，转动盘上有N个方孔，在l秒钟内的计数值为M，则S=M/N(转/秒)。很显然，N值越大，测量的转速越精确。在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点：功能：电机是单向还是双向转动？需不需要调速？对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可；但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM（脉冲宽度调制）调速。直流电机转速(开环)控