2011年NUEDC培训之四.ppt

2011年NUEDC培训之四 基本单元电路设计 内容提要 本章介绍了电子设计用到的基本单元电路设计与制作，内容包含有集成直流稳压电源电路、信号放大电路、信号产生电路、信号处理电路、声音报警电路、传感器及其应用电路、功率驱动电路、显示电路、A/D与D/A电路。 知识要点： 直流稳压电源，信号放大、产生与信号，报警，传感器，功率驱动，显示，A/D与D/A。 。 教学建议: 本章的重点是掌握常用电子电路的设计与制作。 要求学生完成电原理图、印制板图、装配图、实际制作、电路调试、设计总结报告。其余电路可以通过实验设备与电子仿真设计软件（Multisim等）的结合来完成。 显示电路、A/D与D/A等电路的设计制作可以结合单片机和FPGA的训练进行 3.1集成直流稳压电源的设计 3.1.1 直流稳压电源的基本原理 直流电源电路一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。如图3.1.1所示。 常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路如图3.1.2。 国内外各厂家生产的三端（电压输入端、电压输出端、公共接地端）固定式正压稳压器均命名为78系列，该系列稳压器有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损坏。其中78后面的数字代表稳压器输出的正电压数值（一般有05、06、08、09、10、12、15、18、20、24伏共9种输出电压），各厂家在78前面冠以不同的英文字母代号。78系列稳压器最大输出电流分100mA、500mA、1.5A三种，以插入78和电压数字之间的字母来表示。插入L表示100mA、M表示500mA，如不插入字母则表示1.5A。此外，78（L、M）××的 3.1.2三端固定式正压稳压器 （a）金属封装 （b）塑料封装 图3.1.3 常见三端稳压器的封装形式 8系列三端稳压器基本应用电路 79系列三端稳压器基本应用电路 3.1.4三端可调式稳压器 3.1.5 正、负输出稳压电源 正、负输出可调稳压电源 3.1.6 斩波调压电源电路 MC34063A组成的升压式DC／DC变换器 MC34063A组成的降压式DC／DC变换器电路 MC34063A组成的电压反转式DC／DC变换器 3.1.7精密稳压电源电路 3.1.8 DC-DC电源电压 3.1.9受控稳压电源 3.1.10 LCD显示器用负压电源 3.2 运算放大器电路 3．2．1运算放大器基本特性 1.常用运算放大器类型 运算放大器一般可分为通用型、精密型、低噪声型、高速型、低电压低功率型、单电源型等几种。 2. 运算放大器的基本参数 表示运算放大器性能的参数有：单/双电源工作电压、电源电流、输入失调电压、输入失调电流、输入电阻、转换速率、差模输入电阻、失调电流温漂、输入偏置电流、偏置电流温漂、差模电压增益、共模电压增益、单位增益带宽、电源电压抑制、差模输入电压范围、共模输入电压范围、输入噪声电压、输入噪声电流、失调电压温漂、建立时间、长时间漂移等。 3．运算放大器选用时注意事项 （1）若无特殊要求，应尽量选用通用型运放。当一个电路中有多个运放时，建议选用双运放（如LM358）或四运放（如LM324等）。 （2）应正确认识、对待各种参数，不要盲目片面追求指标的先进，例如场效应管输入级的运放，其输入阻抗虽高，但失调电压也较大，低功耗运放的转换速率必然也较低；各种参数指标是在一定的测试条件下测出的，如果使用条件和测试条件不一致，则指标的数值也将会有差异。 （3）当用运放作弱信号放大时，应特别致意选用失调以及噪声系数均很小的运放，如ICL7650。同时应保持运放同相端与反相端对地的等效直流电阻等。此外，在高输入阻抗及低失调、低漂移的高精度运放的印刷底板布线方案中，其输入端应加保护环。 （4）当运放用于直流放大时，必须妥善进行调零。有调零端的运放应按标准推荐的调零电路进行调零；若没有调零端的运放，则可参考图3.2.1进行调零。 （5）为了消除运放的高频自激，应参照推荐参数在规定的消振引脚之间接入适当电容消振，同时应尽量避免两级以上放大级级连，以减小消振困难 3．2．2基本运放应用电路  1．反相输入比例运算电路 2. 同相输入比例运算电路 同相输入比例运算电路如图3.2.3所示电路，其电压放大倍数为： 图3.2.3 同相输入比例运算电路 3.反相输入比例求和电路 反相输入比例求和电路如图3.2.4所示电路，其输出电压为： 平衡电阻Rp= Rf// R1// R2// R3。 图3.2.4 反相输入比例求和电路 4. 差动放大电路 差动放大电路如图3.2.5所示电路，其输出电压为： Vo= ?(Rf/ R1)?V1+(1+ Rf/ R1)·(1+