光电电路设计课件

光电电路设计光学与电子科技学院余向东BB平台：中国计量学院教务在线-网上课程-学校精品课程-BlackBoard平台/webapps/login/注册登录：光电电路设计-课程信息-光电电路课程设计指导书第二版_1_1_.doc-网络资源-网络资源.rar

提纲一、目的和意义二、内容及安排三、设计方案、设计要求及指标四、基础知识五、常用电路介绍六、电路板设计要点七、设计报告格式及要求八、作品照片一、目的和意义

光电电路设计是本专业学生在经过《电子技术》、《电路与电子技术实验》、《光电检测技术》等课程的学习后所进行的综合性设计课程。了解光电电路设计及制作的一般过程。学会正确使用基本的光电子、电子器件。掌握使用电脑辅助软件进行设计的技能，进一步熟悉仪器的操作。理论知识和实际运用结合起来，巩固已学的理论知识、提高动手能力，培养独立思考、分析、解决问题的能力，开拓创造力。为更高层次的设计课程以及毕业设计打好扎实的基础。二、内容及安排

1、内容：设计一套光电发射电路和光电接收电路，以电路为主（模电、数电），结合一些光电子器件的应用。2、安排和要求：理论教学阶段：10%。设计要求、设计方法、经典电路等。确定总体方案图，起草线路图

。详细设计(辅助设计软件)：

25%。电路原理图、印刷电路路。安装与调试：

65%。安装、焊接、调试、记录数据、改进。总结：课外完成。设计报告。三、设计方案、设计要求及指标分两个专题进行：光电传感检测电路专题：以模拟电路为主，包括光发射电路、光电转换放大电路以及信号处理电路。提供两种选择方案，学生也可根据一定的要求自主确定方案。光电测速电路专题：以数字电路为主，包括光发射电路、光电转换放大电路以及计数、译码与显示电路。提供两种选择方案，学生也可根据一定的要求自主确定方案。三、设计方案、设计要求及指标：

光电传感检测电路专题，方案1：

光电转换放大滤波同步相关低通滤波方波发生驱动设计要求：

按方案1制作成实物，并上交相应的设计报告。电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。设计指标：驱动频率：3KHz放大倍数：100倍放大器带宽：20KHz锁相信噪比改善：1000三、设计方案、设计要求及指标：光电传感检测电路专题,方案2：

光电转换放大带通滤波整流方波发生驱动设计要求：

按方案2制作成实物，并上交相应的设计报告。电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。设计指标：驱动频率：

10KHz放大倍数：250倍放大器带宽：3KHz三、设计方案、设计要求及指标：光电测速、计数电路专题,方案1：设计要求：

按方案1制作成实物，并上交相应的设计报告。电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。设计指标：方波频率：1KHz

放大倍数：100倍计数范围：0---99三、设计方案、设计要求及指标：光电测速、计数电路专题,方案2：设计要求：

按方案2制作成实物，并上交相应的设计报告。电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。设计指标：放大倍数：100倍计数范围：0---99四、基础知识：

基本原理及概念：频率、周期、占空比、增益、频率响应、带宽、信噪比、信噪比改善、锁相。常用元器件介绍：电阻、电容、二极管、三极管、光电器件、集成电路等。

四、基础知识基本原理及概念：频率、周期、占空比：四、基础知识基本原理及概念：增益：放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为信号能量的能力。电压增益、电流增益、互阻增益、互导增益等。

Av=20lg(Vout/Vin)

四、基础知识基本原理及概念：频率响应、带宽：

四、基础知识信噪比、信噪以改善：信噪比（SNR）：S:信号有效值N:噪声有效值信噪比改善（SNIR）：输入噪声带宽输出噪声带宽四、基础知识锁相（同步相关）：（微弱信号检测）加法器乘法器低通滤波四、基础知识常用元器件介绍：电阻：四、基础知识常用元器件介绍：电容：

四、基础知识常用元器件介绍：晶体二极管

：整流、稳压、检流、开关等。

四、基础知识常用元器件介绍：晶体三极管

：锗管和硅管，NPN、PNP。四、基础知识常用元器件介绍：场效应管

：FET(结型、绝缘栅型(增强型、耗尽型)),是电压控制器件

。四、基础知识常用元器件介绍：集成电路

：四、基础知识常用元器件介绍：光电器件

：五、常用电路介绍

方波发生电路光发射驱动电路光电转换电路信号放大电路带通滤波电路整流电路锁相电路计数电路译码电路电源电路

五、常用电路介绍方波发生电路

（1）555定时器方波发生电路：

五、常用电路介绍方波发生电路

（2）非门构成的无稳态多谐振荡器：

VR1改变波形对称性，VR2改变波形的频率。

五、常用电路介绍方波发生电路（3）由运算放大器构成的方波发生器：为方波输出辐度为齐纳二极管的齐纳电压为二极管的正向压降五、常用电路介绍光发射驱动电路:（1）LED驱动电路:

五、常用电路介绍光发射驱动电路:（2）射极耦合LD驱动电路：五、常用电路介绍光发射驱动电路:(3)、脉冲驱动电路：

五、常用电路介绍光发射驱动电路:（4）带反馈的LD驱动电路：

五、常用电路介绍光电转换电路：

（1）光电三极管电路：

五、常用电路介绍光电转换电路：（2）双极型光电前置放大电路：

五、常用电路介绍光电转换电路：（3）FET型光电前置放大电路：

五、常用电路介绍光电转换电路：（4）采用集成器件的光电前置放大电路：

五、常用电路介绍信号放大电路：

(1).晶体管信号放大电路：五、常用电路介绍信号放大电路：

（2）采用运放的信号放大电路：

五、常用电路介绍带通滤波电路：

（1）多环反馈型带通滤波器：C3=C3=C

五、常用电路介绍带通滤波电路：（2）积分式带通滤波器：R3=R4=R5=R6=R,C1=C2=C

五、常用电路介绍整流电路：

五、常用电路介绍锁相电路：

五、常用电路介绍计数电路:五、常用电路介绍译码电路

五、常用电路介绍电源电路

（1）晶体管稳压电路：五、常用电路介绍电源电路（2）三端固定输出稳压电路：

五、常用电路介绍电源电路（3）三端可调输出稳压电路：

六、电路板设计要点

电路板设计步骤电路原理图设计印刷电路板设计六、电路板设计要点电路板设计步骤电路原理图的设计(2)产生网络表(3)印制电路板的设计

六、电路板设计要点绘制电路原理图

（1）设计图纸大小

（2）设置Protel99/Schematic设计环境

（3）放置元件

（4）元件布局

（5）原理图布线

（6）调整线路

（7）电气检查

（8）报表输出

（9）文件保存及打印输出

六、电路板设计要点设计印刷电路板

（1）元件的布局

:最短布线,噪声器件（2）关键元件的放置：去耦电容（3）地线的布线方式：逻辑地和模拟地,尽量的粗（4）电路走线：尖锐拐角,长距平行（5）电源线的布置：加粗（6）过孔：尽可能减少（7）自动布线：需进行人工调整修改（8）丝印层：靠近,方向一致,不在焊盘七、设计报告格式及要求

设计目的