電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)-第3章模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)(講稿)課件

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)——第3章模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)(講稿)ppt課件本章課授課提綱

模擬信號(hào)產(chǎn)生電路模擬信號(hào)的常用處理電路模擬信號(hào)變換電路模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例本章課授課提綱模擬信號(hào)產(chǎn)生電路模擬信號(hào)產(chǎn)生電路1、LC正弦波振蕩電路——選頻特性(阻性)LC并聯(lián)諧振特點(diǎn)：諧振時(shí)，總路電流很小，支路電流很大，電感與電容的無(wú)功功率互相補(bǔ)償，電路呈阻性。R為電感和回路中的損耗電阻當(dāng)時(shí)，并聯(lián)諧振。諧振時(shí)，電路呈阻性：模擬信號(hào)產(chǎn)生電路1、LC正弦波振蕩電路——選頻特性(阻性)LQ為諧振回路的品質(zhì)因數(shù)，Q值越大，曲線越陡越窄，選頻特性越好。諧振時(shí)LC并聯(lián)諧振電路相當(dāng)一個(gè)大電阻。|Z|Q小Q大1、LC正弦波振蕩電路——頻率特性Q為諧振回路的品質(zhì)因數(shù)，Q值越大，曲線越陡越窄，選頻特性越好仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)原理：uf與uo反相uf與uo同相電感三點(diǎn)式：電容三點(diǎn)式：uf與uo反相uf與uo同相2、三點(diǎn)式LC振蕩電路的連接特性仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)原理：uf與uo反相uf與振蕩頻率：3、電感三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩頻率：3、電感三點(diǎn)式LC振蕩電路4.電容三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩頻率：4.電容三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩頻率：5、單片函數(shù)發(fā)生器MAX038及其應(yīng)用電路（1）性能特點(diǎn)

輸出頻率范圍為0.1Hz～20MHz?？僧a(chǎn)生精確的三角波、鋸齒波、正弦波、方波和脈沖波。輸出波形頻率和占空比獨(dú)立可調(diào)，占空比最大調(diào)節(jié)范圍是10％～90％。0.1?低阻抗輸出緩沖，輸出電源電壓峰～峰值為２Ｖ，具有輸出過(guò)載／短路保護(hù)。輸出正弦波失真度為0.75％。內(nèi)部功能齊全．外用電路簡(jiǎn)單，使用方便。5、單片函數(shù)發(fā)生器MAX038及其應(yīng)用電路（1）性能特點(diǎn)（2）MAX038引腳排列及功能說(shuō)明（2）MAX038引腳排列及功能說(shuō)明（3）MAX038基本工作原理（3）MAX038基本工作原理（4）MAX038典型應(yīng)用電路（4）MAX038典型應(yīng)用電路（5）MAX038構(gòu)成的鎖相環(huán)電路（5）MAX038構(gòu)成的鎖相環(huán)電路6、鎖相頻率合成電路（1）鎖相環(huán)原理1.壓控振蕩器的輸出經(jīng)過(guò)采集并分頻；

2.和基準(zhǔn)信號(hào)同時(shí)輸入鑒相器；

3.鑒相器通過(guò)比較上述兩個(gè)信號(hào)的頻率差，然后輸出一個(gè)直流脈沖電壓；

4.控制VCO，使它的頻率改變；

5.這樣經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間，VCO的輸出就會(huì)穩(wěn)定于某一期望值。

6、鎖相頻率合成電路（1）鎖相環(huán)原理1.壓控振蕩器的輸出經(jīng)6、鎖相頻率合成電路（2）鎖相環(huán)頻率合成器原理6、鎖相頻率合成電路（2）鎖相環(huán)頻率合成器原理6、鎖相頻率合成電路（3）74HC4046引腳功能定義6、鎖相頻率合成電路（3）74HC4046引腳功能定義6、鎖相頻率合成電路（4）74HC4046內(nèi)部功能框圖6、鎖相頻率合成電路（4）74HC4046內(nèi)部功能框圖6、鎖相頻率合成電路（5）74HC4046典型應(yīng)用一：電壓頻率（V/F）轉(zhuǎn)換電路當(dāng)輸入電壓Vi從VSS到VDD變化時(shí)，將會(huì)引起壓控振蕩器的輸出頻率的變化。其輸出頻率的大小依賴于外接部件R1和C1值的不同而不同。6、鎖相頻率合成電路（5）74HC4046典型應(yīng)用一：電壓頻6、鎖相頻率合成電路（6）74HC4046典型應(yīng)用二：警報(bào)器電路R2、C3組成積分電路，R4和C1控制警報(bào)器的重復(fù)頻率，R1和C2控制壓控振蕩器的輸出頻率，R2C3以及R3C3控制輸出變頻的變化率。只要調(diào)節(jié)以上幾組RC的時(shí)間常數(shù)就可獲得警報(bào)聲音的多種變化。6、鎖相頻率合成電路（6）74HC4046典型應(yīng)用二：警報(bào)器6、鎖相頻率合成電路（7）74HC4046典型應(yīng)用三：方波發(fā)生器電路振蕩器的充、放電電容C1接在6腳與7腳之間，調(diào)節(jié)電阻R1阻值即可調(diào)整振蕩器振蕩頻率，振蕩方波信號(hào)從4腳輸出。按圖示數(shù)值，振蕩頻率變化范圍為20Hz～2KHz。6、鎖相頻率合成電路（7）74HC4046典型應(yīng)用三：方波發(fā)（8）74HC4046典型應(yīng)用四：頻率倍增電路在環(huán)路鎖定時(shí)，除以100計(jì)數(shù)器的輸出端Q4B的輸出頻率等于輸入頻率,從而在鎖相環(huán)的壓控振蕩器的輸出端4腳得到倍增100倍的輸出頻率。6、鎖相頻率合成電路（8）74HC4046典型應(yīng)用四：頻率倍增電路在環(huán)路鎖定時(shí)，（1）DDS基本原理

DDS工作時(shí)，頻率控制字（FCW）在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)與相位累加器累加一次，得到的相位值（0~2π）在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)以二進(jìn)制碼的形式作為正弦查詢表ROM的地址，將相位信息轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的數(shù)字化正弦幅度值，ROM輸出的數(shù)字化波形序列再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）實(shí)現(xiàn)量化數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)變，最后DAC輸出的階梯序列波通過(guò)低通濾波器（LPF）平滑濾波后得到一個(gè)純凈的正弦信號(hào)。

7、DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件應(yīng)用（1）DDS基本原理DDS工作時(shí)，頻率控制字（FCW）在（2）AD9833簡(jiǎn)介7、DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件應(yīng)用（2）AD9833簡(jiǎn)介7、DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件應(yīng)用（3）AD9833的功能框圖7、DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件應(yīng)用（3）AD9833的功能框圖7、DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件（4）AD9833典型應(yīng)用7、DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件應(yīng)用（4）AD9833典型應(yīng)用7、DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件應(yīng)模擬信號(hào)的常用處理電路1、集成運(yùn)算放大器及其典型參數(shù)（1）輸入失調(diào)電壓UIO

（2）輸入偏置電流IIB（3）輸入失調(diào)電流IIO

（4）溫度漂移（5）開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)（增益）Aod（6）差模輸入電阻Rid（7）最大差模輸入電壓Uidmax

（8）最大共模輸入電壓Uicmax（9）轉(zhuǎn)換速率SR（10）開(kāi)環(huán)帶寬BW0.7和單位增益帶寬BWG（11）電源電壓抑制比KSVR（12）共模抑制比KCMR模擬信號(hào)的常用處理電路1、集成運(yùn)算放大器及其典型參數(shù)（1）輸集成運(yùn)算放大器的調(diào)零電路集成運(yùn)算放大器的調(diào)零電路2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（1）雙電源交流電壓放大器2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（1）雙電源交流電壓放大器2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（2）單電源交流電壓放大電路2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（2）單電源交流電壓放大電路2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（3）差動(dòng)放大器2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（3）差動(dòng)放大器2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（4）電流反饋型放大器2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（4）電流反饋型放大器2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用2、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用3、儀表放大器及其典型應(yīng)用（1）AD526內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與基本接法3、儀表放大器及其典型應(yīng)用（1）AD526內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與基本3、儀表放大器及其典型應(yīng)用（2）AD526典型應(yīng)用——多增益智能測(cè)量電路3、儀表放大器及其典型應(yīng)用（2）AD526典型應(yīng)用——多增益4、濾波器及其設(shè)計(jì)（1）2階壓控電壓源（VCVS）低通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（1）2階壓控電壓源（VCVS）低通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（2）2階無(wú)限增益多路反饋（MFB）低通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（2）2階無(wú)限增益多路反饋（MFB）低通濾4、濾波器及其設(shè)計(jì)（3）2階壓控電壓源（VCVS）高通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（3）2階壓控電壓源（VCVS）高通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（4）2階無(wú)限增益多路反饋（MFB）高通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（4）2階無(wú)限增益多路反饋（MFB）高通濾4、濾波器及其設(shè)計(jì)（5）2階壓控電壓源帶通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（5）2階壓控電壓源帶通濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（6）多重反饋帶通濾波器電路4、濾波器及其設(shè)計(jì)（6）多重反饋帶通濾波器電路4、濾波器及其設(shè)計(jì)（7）雙T帶阻濾波器4、濾波器及其設(shè)計(jì)（7）雙T帶阻濾波器（8）由帶通變換到帶阻的設(shè)計(jì)方法（8）由帶通變換到帶阻的設(shè)計(jì)方法模擬信號(hào)變換電路1、電壓比較器及其應(yīng)用（1）集成電壓比較器LM311特性模擬信號(hào)變換電路1、電壓比較器及其應(yīng)用（1）集成電壓比較器L（2）具有失調(diào)平衡分離電源的過(guò)零電壓比較器電路1、電壓比較器及其應(yīng)用可調(diào)電阻用于調(diào)零，若無(wú)需調(diào)零，可將引腳5、6短接以防止振蕩，工作頻率不高時(shí)也可將此2引腳懸空。圖中雖采用雙極性電源，但1腳接地，仍為單極性輸出（2）具有失調(diào)平衡分離電源的過(guò)零電壓比較器電路1、電壓比較器（3）具有選通控制的電壓比較器電路1、電壓比較器及其應(yīng)用若三極管飽和導(dǎo)通，引腳6為低電平，比較器輸出變?yōu)榕c輸入無(wú)關(guān)的高電平。當(dāng)引腳6為高電平或懸空，比較器又恢復(fù)正常工作。（3）具有選通控制的電壓比較器電路1、電壓比較器及其應(yīng)用若三（1）LM331構(gòu)成的V/F變換電路2、VFC與FVC及其應(yīng)用（1）LM331構(gòu)成的V/F變換電路2、VFC與FVC及其應(yīng)（1）LM331構(gòu)成的V/F變換電路2、VFC與FVC及其應(yīng)用原理：

Vi輸入正電壓，輸入比較器輸出高電平，RS觸發(fā)器輸出高電平，f0輸出低電平，同時(shí)復(fù)零晶體管截止，Vcc通過(guò)R2對(duì)C2充電，充電到大于2/3Vcc，定時(shí)比較器輸出高電平使RS觸發(fā)器復(fù)位輸出低電平，f0輸出高電平。

RS觸發(fā)器復(fù)位同時(shí)電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)C3對(duì)R3放電，當(dāng)放電電壓低至Vi時(shí)，輸入比較器再次輸出高電平，如此周而復(fù)始，形成自激振蕩。（1）LM331構(gòu)成的V/F變換電路2、VFC與FVC及其應(yīng)（2）LM331構(gòu)成的F/V變換電路（2）LM331構(gòu)成的F/V變換電路（2）LM331構(gòu)成的F/V變換電路原理：輸入脈沖fi經(jīng)R1、C1組成的微分電路加到輸入比較器的反相輸入端，同相輸入端有2/3Vcc的電壓，反相輸入端加有Vcc直流電壓。當(dāng)輸入脈沖下降沿到來(lái)，經(jīng)微分電路產(chǎn)生一負(fù)尖脈沖疊加到Vcc上，若負(fù)尖脈沖大于1/