電子設(shè)計(jì)大賽模電培訓(xùn)

1、第一講第一講變壓器：變壓器：整流：整流：濾波：濾波：穩(wěn)壓：穩(wěn)壓：降壓降壓濾除脈動(dòng)濾除脈動(dòng)交流變脈動(dòng)直流交流變脈動(dòng)直流進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路：7879系列穩(wěn)壓模塊系列穩(wěn)壓模塊:固定的電壓輸出固定的電壓輸出, 電流電流1.5A.三端可調(diào)穩(wěn)壓模塊三端可調(diào)穩(wěn)壓模塊: 電壓輸出范圍可調(diào)電壓輸出范圍可調(diào).開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓模塊開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓模塊: 如如:LM2575, 小功率小功率,電流電流1 A.開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路: 可做大功率可做大功率可調(diào)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路可調(diào)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路: 可做到高精度可做到高精度精密基準(zhǔn)穩(wěn)壓模塊精密基準(zhǔn)穩(wěn)

2、壓模塊: 用于精度要求高的放大用于精度要求高的放大 電電(功率很小功率很小)路和路和A/D轉(zhuǎn)換電路中的基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換電路中的基準(zhǔn)電壓.如如:AD780(2.5V); AD586(5V); AD587(10V);采用電容采用電容濾波時(shí)，濾波時(shí)，整流管的整流管的導(dǎo)通角較導(dǎo)通角較小小,所以所以功耗低功耗低.av1v2v1bD4D2D1D3SC+1.變壓器的選擇變壓器的選擇: 電壓要求，功率要求，電壓要求，功率要求，一一.整流整流濾波濾波2.整流二極管的選擇整流二極管的選擇: 電流要求電流要求 /反向耐壓反向耐壓IN400 x(1A)IN540 x(1A)3.濾波電容的選擇濾波電容的選擇: 電流要求電流

3、要求/耐壓耐壓 耐壓值應(yīng)大于額定輸出的耐壓值應(yīng)大于額定輸出的1.52倍倍 保險(xiǎn)絲保險(xiǎn)絲C1,C2頻率補(bǔ)償，頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自己振生高頻自己振蕩，抑制高頻蕩，抑制高頻干擾干擾C3 減小輸入電減小輸入電源引入的低頻源引入的低頻干擾干擾D :保護(hù)調(diào)整管保護(hù)調(diào)整管二二. 7879系列穩(wěn)壓模塊組成固定輸出電壓源系列穩(wěn)壓模塊組成固定輸出電壓源電流電流1.5A.1.單電源單電源(78Lxx,電流電流100mA)注意管壓降注意管壓降不要太大不要太大(LT1117-1.8/ LT1117-2.5 /LT1117-3.3 /LT1117-1.8電流電流800mA)正負(fù)電壓同時(shí)輸出電路正負(fù)電

4、壓同時(shí)輸出電路78XXCIVI+ _VO132+ _CI79XX13COCO2VO變壓器付邊變壓器付邊中間抽頭中間抽頭2.雙電源雙電源)240120(2 . 1112131REFRRVVVV輸出電壓的范圍在正輸出電壓的范圍在正負(fù)負(fù)(1.2V20V)之間之間三三.三端可調(diào)穩(wěn)壓模塊三端可調(diào)穩(wěn)壓模塊: 電壓輸出范圍可調(diào)電壓輸出范圍可調(diào).電流電流1.5A)四四.可調(diào)式串聯(lián)型穩(wěn)壓電路可調(diào)式串聯(lián)型穩(wěn)壓電路: 可做到高精度可做到高精度 R12K調(diào)整管調(diào)整管:決定輸出電流和決定輸出電流和電壓最大值電壓最大值.基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓VREF:決定輸出電壓大決定輸出電壓大小和穩(wěn)定性小和穩(wěn)定性.比較放大比較放大:運(yùn)算放大

5、器運(yùn)算放大器.(OP07).取樣電路取樣電路:R3=R4=RP=10K+_ViC0C0.各電容的各電容的取值要根取值要根據(jù)負(fù)載大據(jù)負(fù)載大小小.所以輸出電壓所以輸出電壓:)1(43REFORRVV R12K+_ViC0C0.)1(43REFORRVV 所以輸出電壓所以輸出電壓:決定穩(wěn)定性和輸出可調(diào)電壓范圍的關(guān)鍵元件決定穩(wěn)定性和輸出可調(diào)電壓范圍的關(guān)鍵元件: 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管DZ1和取樣電阻和取樣電阻如數(shù)控電源五五.開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路: 串聯(lián)型、并聯(lián)型串聯(lián)型、并聯(lián)型和脈沖變壓器耦合型。和脈沖變壓器耦合型。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn) 管耗小、效率高。管耗小、效率高。 穩(wěn)壓范圍寬。穩(wěn)壓范

6、圍寬。 濾波電容的容量小。濾波電容的容量小。 但是這種穩(wěn)壓電路的動(dòng)但是這種穩(wěn)壓電路的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)壓性能較差，態(tài)性能、穩(wěn)壓性能較差，電路也較復(fù)雜。電路也較復(fù)雜。 串聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路原理圖串聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路原理圖不適合負(fù)載變化大的場(chǎng)合不適合負(fù)載變化大的場(chǎng)合,不能升壓不能升壓.R1R2脈寬可調(diào)并聯(lián)開(kāi)關(guān)脈寬可調(diào)并聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路原理圖型穩(wěn)壓電路原理圖L足夠大時(shí)足夠大時(shí),可以升壓可以升壓. 提供提供3.3V、5V、12V、15V及可調(diào)（及可調(diào)（ADJ） 最大輸出電流：最大輸出電流：1A； 最大輸入電壓：最大輸入電壓：45V 振蕩頻率：振蕩頻率：54kHz； 最大穩(wěn)壓誤差：最大穩(wěn)壓誤差：4%； 轉(zhuǎn)換效率：

7、轉(zhuǎn)換效率：75%88%（不同的電壓輸出的效率不（不同的電壓輸出的效率不同）；同）；1. 開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓模塊開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓模塊: LM2575T系列系列(串聯(lián)開(kāi)關(guān)型串聯(lián)開(kāi)關(guān)型)15V-1212VR107電感不能電感不能用貼片的用貼片的2.2.并聯(lián)并聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路（升壓型）開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路（升壓型） （1）工作原理工作原理 T截止，截止，L產(chǎn)生感生電產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，動(dòng)勢(shì)， D導(dǎo)通；導(dǎo)通；UI與與L所所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)相加產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)相加對(duì)對(duì)C 充電充電。 T飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通， L 儲(chǔ)能，儲(chǔ)能， D截止截止，C 對(duì)負(fù)載放電。對(duì)負(fù)載放電。uBUH時(shí)時(shí)uBUL時(shí)時(shí)（2 2）輸出電壓）輸出電壓 只有只有L足

8、夠大，才能升壓；只有足夠大，才能升壓；只有C足夠大，輸出電壓交足夠大，輸出電壓交流分量才足夠小流分量才足夠小! 在周期不變的情況下，在周期不變的情況下， PWM調(diào)制脈沖調(diào)制脈沖(uB)占空占空比越大，輸出電壓平均值越高。比越大，輸出電壓平均值越高。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 可改變輸出電壓可改變輸出電壓.R1R2uBRPRP T:開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)管; D:續(xù)流二極管續(xù)流二極管; L/C: 濾波濾波; PWM電路電路:UC384主要包括主要包括UC3842 UC3843 UC3845等芯片，它們等芯片，它們的功能基本一致，不同的是：集成電路的啟動(dòng)電壓（的功能基本一致，不同的是：集成電路的啟動(dòng)電壓（7腳）腳）和啟動(dòng)后的最

9、低工作電壓（即欠電壓保護(hù)動(dòng)作電壓）不同；和啟動(dòng)后的最低工作電壓（即欠電壓保護(hù)動(dòng)作電壓）不同；輸出驅(qū)動(dòng)脈沖占空比不同；允許工作環(huán)境溫度不同。輸出驅(qū)動(dòng)脈沖占空比不同；允許工作環(huán)境溫度不同。 飽和電流飽和電流8A的環(huán)的環(huán)形鐵粉磁芯電感形鐵粉磁芯電感 七七.恒流源恒流源(小電流小電流).RL六六. .穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)輸出電壓變化量輸出電壓變化量:TSIRVKVT OoIVO 輸入調(diào)整因數(shù)輸入調(diào)整因數(shù)00IOVO TIVVK電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率00IOOVO %100/ TIVVVS穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)(紋波紋波)00IIOOO / TIVVVV 輸出電阻輸出電阻00OOoI TVIVR溫度

10、系數(shù)溫度系數(shù)00OI TVTTVS輸入電壓波動(dòng)對(duì)輸出輸入電壓波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響電壓的影響負(fù)載從負(fù)載從0變到最大時(shí)變到最大時(shí),輸輸出電壓的相對(duì)變化出電壓的相對(duì)變化輸出電壓與輸入電壓輸出電壓與輸入電壓的相對(duì)變化比的相對(duì)變化比 穩(wěn)壓電源的調(diào)試穩(wěn)壓電源的調(diào)試 接通市電，測(cè)量變壓器每個(gè)次級(jí)繞組的交流電壓應(yīng)為額接通市電，測(cè)量變壓器每個(gè)次級(jí)繞組的交流電壓應(yīng)為額定值。定值。 測(cè)濾波電容兩端直流電壓應(yīng)為測(cè)濾波電容兩端直流電壓應(yīng)為1.2U2左右。左右。 測(cè)量基準(zhǔn)直流電壓測(cè)量基準(zhǔn)直流電壓(U2應(yīng)在要求范圍之內(nèi)應(yīng)在要求范圍之內(nèi))。 測(cè)量采樣電路的電位器中心抽頭電壓，若輸出為測(cè)量采樣電路的電位器中心抽頭電壓，若輸出為

11、12V的穩(wěn)壓的穩(wěn)壓電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)端位置，這個(gè)電壓應(yīng)在電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)端位置，這個(gè)電壓應(yīng)在711V之間變化。之間變化。 用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)輸出電壓用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)輸出電壓UO。若輸出為。若輸出為12V的穩(wěn)壓電路，的穩(wěn)壓電路，調(diào)節(jié)電位器，輸出電壓應(yīng)能在調(diào)節(jié)電位器，輸出電壓應(yīng)能在915V之間連續(xù)變化。之間連續(xù)變化。 調(diào)節(jié)電位器，使電源的輸出電壓調(diào)節(jié)電位器，使電源的輸出電壓UO12V，再將，再將10，20W的電阻作為假負(fù)載接于輸出端，的電阻作為假負(fù)載接于輸出端，UO應(yīng)幾乎不變（或略有下應(yīng)幾乎不變（或略有下降）。若輸出電壓下降幅度為降）。若輸出電壓下降幅度為1V以上，則調(diào)壓管或比較放大管性以上，則調(diào)

12、壓管或比較放大管性能不良，應(yīng)予以更換。能不良，應(yīng)予以更換。第二講第二講放大電路分類(lèi)放大電路分類(lèi): 可變?cè)鲆娣糯箅娐房勺冊(cè)鲆娣糯箅娐?測(cè)量放大電路測(cè)量放大電路(配傳感器配傳感器) 寬帶放大電路寬帶放大電路 功率放大電路功率放大電路 運(yùn)算放大電路運(yùn)算放大電路應(yīng)用：應(yīng)用： 電壓比較器電壓比較器 濾波器濾波器 積分電路積分電路 乘法器乘法器 。1.可變?cè)鲆娣糯箅娐房勺冊(cè)鲆娣糯箅娐?a)AD603AD603AD603由固定增益放大器、精確的無(wú)源由固定增益放大器、精確的無(wú)源R-2RR-2R梯形衰減網(wǎng)絡(luò)、增益梯形衰減網(wǎng)絡(luò)、增益控制接口三部分組成。輸入信號(hào)并不直接加到放大器輸入端，而控制接口三部分組成。輸入信

13、號(hào)并不直接加到放大器輸入端，而是加到梯形衰減網(wǎng)絡(luò)的輸入端，這樣就保證了固定增益放大器是加到梯形衰減網(wǎng)絡(luò)的輸入端，這樣就保證了固定增益放大器的輸入為一弱信號(hào)，使信號(hào)的失真將很??；帶寬的設(shè)置與增益的輸入為一弱信號(hào)，使信號(hào)的失真將很??；帶寬的設(shè)置與增益的調(diào)節(jié)相對(duì)獨(dú)立。的調(diào)節(jié)相對(duì)獨(dú)立。AD603為為單通道單通道/低噪聲低噪聲/增益變化范圍連續(xù)可調(diào)增益變化范圍連續(xù)可調(diào)的可控增益放大器的可控增益放大器增益變化范圍由增益變化范圍由5腳與腳與7腳的連接決定腳的連接決定:5、7腳斷開(kāi)腳斷開(kāi),增益變化范圍為增益變化范圍為951dB(帶寬為帶寬為9MHz), 增益增益40Vg+10;5、7腳短接腳短接,增益變化范因

14、為增益變化范因?yàn)?11+3ldB(帶寬帶寬90MHz);增益增益40Vg+30;當(dāng)當(dāng)5腳與腳與7腳之間接一電阻時(shí)腳之間接一電阻時(shí),可使增益變化范圍進(jìn)行平移?？墒乖鲆孀兓秶M(jìn)行平移。 可作寬帶可作寬帶放大器放大器1腳與腳與2腳的電壓差腳的電壓差Vg來(lái)控制輸入信號(hào)來(lái)控制輸入信號(hào)(3腳腳)的衰減率的衰減率, 即改變即改變?cè)鲆孀兓秶Ｔ鲆孀兓秶?b)D/A+運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器02innVVD 02innVVD 因?yàn)榈谝驗(yàn)榈?級(jí)放大電路沒(méi)有放大功能，所以第級(jí)放大電路沒(méi)有放大功能，所以第2級(jí)級(jí)放大電路是必須的。放大電路是必須的。 22nnDGA 2。測(cè)量放大電路。測(cè)量放大電路(配傳感器配傳感器)

15、-低頻放大電路低頻放大電路 a)INA128/129 低功耗儀用放大器低功耗儀用放大器8V增益增益G=1+50kRG INA128接傳感器接傳感器:由INAl28構(gòu)成的電阻電橋放大器+5V-5V由INA128構(gòu)成的差分電壓-電流變換電路INA128輸出經(jīng)輸出經(jīng)R1及及A1構(gòu)成電流源，輸構(gòu)成電流源，輸出電流出電流Io是相對(duì)恒定的，只與輸入電壓是相對(duì)恒定的，只與輸入電壓和和R1有關(guān)，有關(guān)，Io=(VINR1)G。 高信噪比的低頻放大電路高信噪比的低頻放大電路-12V測(cè)量放大電路與傳感器的阻抗匹配問(wèn)題測(cè)量放大電路與傳感器的阻抗匹配問(wèn)題1.電壓型輸入電壓型輸入:傳感器與放大器之間加傳感器與放大器之間加

16、電壓跟隨器電壓跟隨器(Ri= , R0=0)vovn vp vi2.電流型輸入電流型輸入: 反相放大電路反相放大電路(Ri= R1 , R00)vo- ii R23。功率放大器。功率放大器求解輸出功率和效率的方法求解輸出功率和效率的方法:然后求出電源的平均功率，然后求出電源的平均功率，CCC(AV)VVIP效率效率VomPPL2omomRUP在已知在已知RL的情況下，先求出的情況下，先求出Uom，則則選擇晶體管時(shí)，其極限參數(shù)選擇晶體管時(shí)，其極限參數(shù)L2CCmaxTCMCCmaxCECEO(BR)LCCmaxCCM22 . 02RVPPVuURViI型型 號(hào)號(hào)TDA1521LM1877TDA15

17、56電路形式電路形式OCLOTLBTL電源電壓電源電壓7.520 V6.024V6.018V型號(hào)為T(mén)DA1521、LM1877和TDA1556的功放管功放管的最小管壓降均為3V 低頻小功率放大電路低頻小功率放大電路-用于音響驅(qū)動(dòng)用于音響驅(qū)動(dòng)單電源供電，單電源供電，低頻特性差。低頻特性差。雙電源供電，雙電源供電，效率高，低頻特性好。效率高，低頻特性好。單電源供電，單電源供電，低頻特性好；雙端輸入低頻特性好；雙端輸入雙端輸出。雙端輸出。TDA1521有短路保護(hù)和熱保護(hù)。有短路保護(hù)和熱保護(hù)。輸出功率為輸出功率為2 6w(總諧波失真總諧波失真= 0.5 ), 8 負(fù)載負(fù)載 .對(duì)稱(chēng)電源對(duì)稱(chēng)電源 12V

18、, 增益固定增益固定30dB。212W功放集成功放集成TDA1521應(yīng)用電路圖應(yīng)用電路圖:TDA1521單電源供應(yīng)時(shí)應(yīng)用電路單電源供應(yīng)時(shí)應(yīng)用電路 LM1877N9為為2通道通道低頻小功率放大電路低頻小功率放大電路，單電源供電，單電源供電，最大不失真輸出電壓的峰峰值最大不失真輸出電壓的峰峰值UOPP(VCC6)V，開(kāi)環(huán)電壓，開(kāi)環(huán)電壓增益為增益為70dB。圖所示為。圖所示為L(zhǎng)M1877N9中一個(gè)通道組成的實(shí)中一個(gè)通道組成的實(shí)用電路，電源電壓為用電路，電源電壓為24V，C1C3對(duì)交流信號(hào)可視為短路；對(duì)交流信號(hào)可視為短路；R3和和C4起相位補(bǔ)償作用。帶負(fù)載為起相位補(bǔ)償作用。帶負(fù)載為8。最大輸出功率和效

19、率最大輸出功率和效率分別為：分別為： %9 .5864W06. 52)26(CCCCL2CComVVRVPTDA1556 為為2通道通道BTL電路，電路，TDA1556中一個(gè)通中一個(gè)通道組成的實(shí)用電路如圖。道組成的實(shí)用電路如圖。單電源單電源15V，放大器的，放大器的最大輸出電壓幅值為最大輸出電壓幅值為13V。 UREF7.5V%684W212CComaxL2maxoomVURUPV46. 02omaxiuAUU 輸入電壓有效值輸入電壓有效值 4。寬帶放大器。寬帶放大器 AD811高性能視頻運(yùn)算放大器高性能視頻運(yùn)算放大器 (900MHz)第四講第四講濾波器分類(lèi)濾波器分類(lèi)(有關(guān)有關(guān)) 無(wú)源濾波器無(wú)

20、源濾波器: LC濾波器濾波器(用于高頻電路用于高頻電路) 有源濾波器有源濾波器: 有源有源RC濾波器濾波器(中低頻電路中低頻電路)模擬濾波器常用的逼近方法模擬濾波器常用的逼近方法:巴特沃茲逼近巴特沃茲逼近(巴特沃茲濾波器巴特沃茲濾波器)切比雪夫逼近切比雪夫逼近(切比雪夫?yàn)V波器切比雪夫?yàn)V波器)橢圓逼近橢圓逼近(橢圓濾波器橢圓濾波器)貝塞爾逼近貝塞爾逼近(貝塞爾濾波器貝塞爾濾波器)201222( )CCb Sb SbA sSSQ 二階有源二階有源RC濾波器表示式濾波器表示式:, 時(shí)為低通濾波器時(shí)為低通濾波器201200CbbbA 取取；有源有源RC濾波器濾波器其中其中Q為濾波器的為濾波器的品質(zhì)因素

21、品質(zhì)因素, 時(shí)為高通濾波器時(shí)為高通濾波器12000bbbA取??；, 時(shí)為帶通濾波器時(shí)為帶通濾波器02100CbbbAQ 取??；, 時(shí)為帶阻濾波器時(shí)為帶阻濾波器2001200CbAbbA 取取，；其中其中A0為濾波器的通帶放大倍數(shù)為濾波器的通帶放大倍數(shù),一般取一般取1壓控電壓源二階壓控電壓源二階LPFLPF2pp)()(31)()(sRCsRCsAsAsAuuu0p20p3 j)(1ffAffAAuuu1. 二階有源二階有源RC低通濾波器低通濾波器R3R4R1R2222( )CCCA sSSQ 1. 二階有源二階有源RC低通濾波器低通濾波器21211CCRRc 122111221CRCRCRCRQ 截止頻率截止頻率:通帶放大倍數(shù)通帶放大倍數(shù):341RRG 低通和高通濾波器低通和高通濾波器, Q值一般取值一般取0.707R3R4R1R2例例: 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)fc=28KHz; 通帶放大倍數(shù)通帶放大倍數(shù)Aup=140dB/十倍頻十倍頻(二階濾波器二階濾波器)計(jì)算得計(jì)算得: R1=156k; R2=152k， C1=26pF， C2=59pFR4=560k, R3= ,R3R4R121211CCRRc 122111221CRCRCRCRQ 根據(jù)根據(jù):R2fc=1KHz; 通帶放大倍數(shù)通帶放大倍數(shù)Aup=120dB/十倍頻十倍頻R1=R2=2.252k， C1=0.1