(新版)汽车电工电子技术课件：信号发生器制作与调试

汽车电工电子技术1

信号发生器的制作与调试

理解集成运算放大器概念

.理解同相放大器结构

理解差分放大器结

了解汽车进气压力传感器结构和工作原理

理解汽车氧传感器电路原理

理解汽车轮速传感器电路原理

了解汽车充电电压监视器电路原理；

理解集成运算放大器符号；

掌握反相放大器结构知识目标

能看懂汽车进气压力传感器电路能看懂汽车氧传感器电路能看懂汽车轮速传感器电路能看懂汽车充电电压监视器电路能力目标

信号发生器的制作与调试

汽车电工电子技术2

任务导入制作的信号发生器电路如下信号发生器的制作与调试

3知识准备汽车电工电子技术信号发生器的制作与调试1.集成运算放大器集成运算放大器是一种具有高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合的多级放大电路。它的内部电路构框如图7-2所示，主要有输入级、中间放大极、功率输出级和偏置电路四部分组成。理想集成运放，就是将集成运放的各项技术指标理想化，即开环电压放大倍数；开环差模输入电阻；开环输出电阻；共模抑制比;－３ｄＢ带宽；无干扰、噪声。2.线性运用的集成运放电路集成运算放大器有三种输入方式，即反相输入方式、同相输入方式和差模输入方式，它们是集成运放电路最基本的形式。（1）反相比例运算电路（２）同相比例运算电路（３）减法运算电路（４）积分运算电路７．２．４正弦波振荡电路

知识准备１．产生正弦波振荡的条件（１）幅值平衡条件＝１，反馈系数与放大倍数之积的模为１，说明反馈信号与原输入信号的幅值相等。（２）相位平衡条件。２．起振条件与稳幅起振条件AF>13.振荡电路的组成（1）放大环节（2）正反馈网络（３）稳幅环节（４）选频网络知识准备４．振荡电路的分析方法（１）检查电路是否具有上述几个环节（放大电路、选频、反馈网络）。（２）检查放大电路的工作点Ｑ是否合适。（３）分析电路是否满足自激振荡条件（主要是相位条件）。５．ＲＣ串并联桥式振荡电路（１）电路组成（２）ＲＣ串并联网络的选频特性（３）振荡频率和起振条件知识准备６．ＬＣ正弦波振荡电路ＬＣ正弦波振荡电路根据反馈网络的不同可分为变压器反馈式、电感三点式、电容三点式振荡电路。（１）并联电路的选频特性（２）变压器反馈式ＬＣ振荡电路知识准备高职高专8汽车电工电子技术信号发生器的制作与调试任务实施1、振荡电路调试先将电容C3断开，将示波器连接到振荡电路输出端，如果电路安装焊接无误，接通电源应能起振,示波器上能观察到正弦波。如果没有振荡波形，一般有二种原因：一是无正反馈，二是闭环放大倍数小。首先检查正反馈支路是否接通，若正反馈支路工作正常，但还没有振荡波形，可增大电阻，提高闭环增益；若仍不能起振，则应检查运算放大器性能是否正常。调试之后应使振荡电路正常工作，调节电阻可控制输出幅度，调节双连电位器可改变频率。将示波器观察到的波形填入表7-2中。

任务实施2．射级输出器调试

(1)测试射极输出器的静态工作点用万用表测试射极输出器的静态值,使约为8V,若偏离太多,可调节电阻达到要求。将测试的静态值填入表7-3中。任务实施(2)测试射极输出器的动态静态调好后,接通,将示波器接在电路输出端,应能观察到完好的正弦波,若波形有失真,说明射极输出器的静态工作点不合适,需要重调。3．频率范围调试

振荡频率主要由RC值决定,当或确定之后,使电阻R从小到大变化,频率应满足200Hz

2KHz或2KHz

20KHz,若低频端达不到要求,可适当加大电阻R4+R5的值,若高频端达不到要求,可适当减小电阻的值。将测量结果填入表7-4中。汽车电工电子技术11信号发生器的制作与调试知识拓展一．集成运算放大器在汽车电子电路中的应用

1.电桥信号放大电路信号发生器的制作与调试知识拓展汽车电喷发动机中，用来测量进气量的进气压力传感器就是由压敏电阻和集成运放制成的。这种传感器被美国通用汽车公司、日本丰田等汽车公司广泛采用，国产桑塔纳2000G1i型轿车也采用了该传感器。图7-17所示为压敏电阻式进气压力传感器的结构示意图和工作原理。图7-17压敏电阻式进气压力传感器信号发生器的制作与调试知识拓展2.光电测量电路光电二极管、晶体管或其他光电器件能够将光信号转变为电信号。图7-18所示为一种最简单的光电测量电路。图7-18光电测量电路

信号发生器的制作与调试知识拓展二、电压比较器在汽车电子电路中的应用

比较器最常见的应用电路有三种形式：简单电压比较器、滞回电压比较器和窗口比较器.1.简单电压比较器（1）基本电路图7-19反相输入简单电压比较器信号发生器的制作与调试知识拓展（2）简单电压比较器在汽车电子电路中的应用电喷发动机的主要目的就是控制发动机在理论空燃比附近工作，保证排放合乎法规要求。在电喷发动机闭环控制系统中，氧传感器承担着向ECU传递发动机是否工作在理论空燃比附近的任务。在浓混合气燃烧时（小于理论空燃比），排气中的氧消耗殆尽，氧传感器几乎不产生电压；在稀混合气燃烧时（大于理论空燃比），排气中还含有一部分多余的氧气，氧传感器产生大约1V左右的电压。控制系统根据氧传感器的输出信号对喷油量进行修正。控制系统规定，当氧传感器输出电压大于0.5V时，认为混合气过稀；小于0.5 V，为混合气过浓。氧传感器与ECU之间就是通过电压比较器进行信号传递的。如图7-20所示为氧传感器与ECU连线原理图。图7-20氧传感器与ECU的连接信号发生器的制作与调试知识拓展2.滞回电压比较器（1）基本电路在简单电压比较器的基础上加正反馈就构成了滞回电压比较器，电路结构如图7-21a所示。图中输入信号从反相端输入，反馈信号作用于同相端，是反相滞回比较器。图7-21反相滞回比较器传输特性如图7-21ｂ所示。信号发生器的制作与调试知识拓展用集成运放也可以构成同相输入滞回电压比较器，它的电路结构和传输特性如图7-22所示。图7-22同相输入滞回电压比较器

信号发生器的制作与调试知识拓展（２）滞回比较器在汽车电子电路中的应用霍尔轮速传感器就是轮速传感器的一种。它的结构如图7-23所示，主要由车轮或传动系统连接在一起的触发齿圈、霍尔元件、永久磁铁和电子电路等组成。图7-23霍尔轮速传感器结构示意图

信号发生器的制作与调试知识拓展霍尔元件是利用霍尔效应制成的磁敏元件。若在图7-24所示的金属或半导体薄片两端面通以控制电流，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为的磁场，么，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势（称为霍尔电势或霍尔电压）。这种现象称为霍尔效应。图7-24霍尔效应示意图信号发生器的制作与调试知识拓展霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。霍尔电势的大小正比于控制电流和磁感应强度。

当触发齿圈随着车轮旋转时，霍尔元件上的磁场会发生周期性变化，霍尔元件就会产生ｍＶ级的正弦波电压。将霍尔元件产生的微弱的正弦波信号放大整形为１１．５～１２Ｖ的标准脉冲信号，就是通过由集成运放构成的电子电路来实现的。电路原理如图7-25所示。图7-25霍尔轮速传感器电子电路原理图

图7-26霍尔轮速传感器电路各级波形

信号发生器的制作与调试知识拓展３．窗口电压比较器（１）基本电路简单电压比较器和滞回电压比较器的共同特点是：当输入电压单方向变化时，输出电压只跳变一次，只能检测一个电平，如果要判断输入电压是否在两个电平之间，应该采用窗口比较器。窗口比较器是由两个阀值电压不等