电子设计大赛(模电)（PPT46页).ppt

模拟电子技术 运放 滤波 直流稳压电源 一般设计滤波器时都要给定截止频率fc (ωc)、带内增益Av，以及品质因数Q（二阶低通或高通一般为0.707）。在设计时经常出现待确定其值的元件数目多于限制元件取值的参数之数目，因此有许多个元件均可满足给定的要求，这就需要设计者自行选定某些元件值。一般从选定电容器入手，因为电容标称值的分档较少，电容难配，而电阻易配，可根据工作频率范围按照表1初选电容值。 （102~10）pF （103~102）pF （104~103）pF （0.1~0.01）uF （10~0.1）uF (20~10)F C （102~103）KHz （10~102）KHz （1~10）KHz （102~103）Hz （10~102）Hz (1~10)Hz f 表1 滤波器工作频率与滤波电容取值的对应关系 （4）元器件的选择 例：试用集成运放设计一截止频率fc=100Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，要求：（1）选择运放；（2）选择和计算全部电阻、电容参数。 设计步骤： （1）选择运放：选择通用型运放， 如LF412 （2）选择电容器容量，计算电阻阻值 （102~10）pF （103~102）pF （104~103）pF （0.1~0.01）uF （10~0.1）uF (20~10)F C （102~103）KHz （10~103）KHz （1~10）KHz （102~103）Hz （10~102）Hz (1~10)Hz f 参考此表，可选C1=C2=0.33uF 由 得 选择标准电阻R=4.7千欧 2.610 四级 1.889 2.483 三级 1.377 1.586 2.235 二级 1.038 1.068 1.152 1.586 一级 增益G 8 6 4 2 阶数n 表2 巴特沃斯低通、高通电路阶数n与增益G之关系 由表2可知：2阶巴特沃斯滤波器增益为 A0=AVF=1.586 若取R1=68千欧，则 Rf=（AVF-1)R1=39.8千欧 直流稳压电源设计 小功率直流稳压电源的组成 功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压 u4 uo u3 u2 u1 交流电源 负载 变压 整流 滤波 稳压 1. 单相桥式整流电路 (2) 工作原理 v2 正半周，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 ，在负载电阻上得到正弦波的正半周。反之，二极管 D2、 D4 导通， 在负载电阻上得到正弦波的负半周。 (3) 工作波形 (1) 电路结构 (4) 参数计算 (3) 流过每管电流平均值 ID (4) 每管承受的最高反向电压 VDRM (1) 整流电压平均值 Vo（即负载上输出平均电压） (2) 整流电流平均值 Io （流过负载的平均电流） (5) 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 VDRM 是选择整流二极管的主要依据。 选管时应满足： IOM ?ID ， VRWM ? VDRM 2. 电容滤波器(1) 电路结构 (2) 工作原理 v2正半周时，当v2 vC时，二极管D1D3导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， vC 增加，vo= vC 。 v2负半周时，当| v2| vC时，二极管D2D4导通。 (3) 工作波形 vo v ?t O ?t O (T — 电源电压的周期) 近似估算取： Vo = 1. 2 V2 ( 桥式） (4) 参数计算 3. 稳压电路 + – UI RL + C IO UO + – + – u IR R DZ Iz 限流调压 稳压电路 （1）稳压管稳压 （2）集成稳压芯片稳压 单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。 最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。 1. 分类 XX两位数字为输出电压值 三端稳压器 输出固定电压 输出可调电压 输出正电压 78XX 输出负电压 79XX （1. 25 ~ 37 V 连续可调） * vo + P N +VCC –VEE – ? 集成电路运算放大器 vo + P N +VCC –VEE – (a)国家标准规定的符号 (b)国内外常用符号 1. 运放符号 一、运放基本知识 2. 电压传输特性 vo= f (vi) 线性区：vo = Avo(v+– v-) 非线性区：v+ v– 时， vo = +Vom v+ v– 时， vo = – Vom +Vom v+– v- vo –Vom 线性区 理想特性 实际特性 饱和区 O 3. 理想运放工作在线性区的特点 v+= v– 虚短 i+= i– ? 0