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1、基本单元电路设计 （一） 基本单元电路 n直流稳压电源电路 n运算放大器电路 n信号产生电路 n信号处理电路 n声音报警电路 n传感器应用电路 n功率驱动电路 n显示电路 nA/D转换电路 直流稳压电源 n直流稳压电源是电子设备的能源电路，关 系到整个电路设计的稳定性和可靠性，是 电路设计中非常关键的一个环节。 n主要包括 三端固定式（正、负压）集成稳压器 三端可调式（正、负压）集成稳压器 DC-DC电路 直流稳压电源 n直流稳压电源基本原理 直流稳压电源 n常用三端固定式集成稳压电源电路 n稳压器名称举例 LM7805：正5V输出 LM7906：负6V输出 通用电压等级有9种：05 06 0
2、8 09 10 12 15 18 24 特殊电压等级输出电路：5.5V 11V 直流稳压电源 n常用三端可调式集成稳压电源电路 n稳压器名称举例 LM317：1.25V37V 正电压输出 LM337：1.25V37V 负电压输出 最大输出电流： 1.5A 输出电压表达式： R1一般取值为 120240欧姆 直流稳压电源 n正负输出集成稳压电源电路 直流稳压电源 n集成稳压电路使用注意事项 电源变压器的功率容量与输出电压 n电源变压器的功率要大于整个系统的功率，并有一 定量的富余 n输出电压要高于稳压器的最小输入电压 输入与输出的电压差 n集成稳压器有最小电压差要求，通常为2.3V以上 n新型集
3、成稳压器的最小压差可低至0.2V 直流稳压电源 n集成稳压电路使用注意事项 耗散功率与散热 n稳压器上消耗的功率为： n消耗的功率越大发热越严重，需要用散热器降低芯片温度 整流二极管的选择：电流与反向电压 n承受的最大反相电压： n每只二极管的平均电流： 滤波电容的配置 n大的电解电容、小的瓷片电容 输出电压精度：最大5，一般在1以内 直流稳压电源 n其他用途的集成稳压电源 精密稳压电源 n输出电压：Uo = (1 + R1/R2)*2.5V n输出电压精度可达 5以内 直流稳压电源 n其他用途的集成稳压电源 DC-DC电源电压 n效率高、有降压稳压器和升压稳压器 受控稳压电源 n输出电压可控
4、 n输出电压 nUo=1.25*(1+(R+400)/R1) 直流稳压电源 n其他用途的集成稳压电源 LCD显示器用负压电源 n小电流负电压 n正电压转换为负电压 运算放大器电路 n运算放大器的分类 通用型 n按工业上的普通用途设定 n各方面性能中等、价格便宜 nuA741、LM358、OP07、LM324 精密型 n输出精度高、失调电压小、温漂小 n用于需要精确测量的场合 nTLC4501/2、TLE2027、TLE2037、TLE2022 运算放大器电路 n运算放大器的分类 低噪型 n也属于精密型，要求器件产生的噪声低 n噪声包括热噪声、电压噪声、电流噪声 nTLE2027、TLE2227
5、、TLE2237、TLE2201 高速型 n运行速度快，即增益带宽乘积大、转换速率快 n通常用于处理频带宽、变化快的信号，如视频 nTLE2037、TLE2421、TLE2144、TLE4501 运算放大器电路 n运算放大器的分类 低电压低功耗型 n用于低压供电，3V或电池供电系统 n器件耗电小（500uA）、低压运行、轨对轨输出 nTLE2262、TLE2272、TLE2442、TLE2254 单电源型 n可用单电源5V供电，输入和输出端电压可低为0V nTLE2262、TLE227 运算放大器电路 n运算放大器的基本参数 单、双电源供电 电源电流 输入失调电压、输入失调电流 输入电阻 转换
6、速率、建立时间 差模输入电阻 失调电流温漂、偏置电流温漂 差模电压增益、共模电压增益 单位增益带宽 输入噪声电压、输入噪声电流 长时间漂移 运算放大器电路 n运算放大器使用注意事项 如无特殊要求，尽量采用通用型运算放大器 正确认识、对待各种参数，不盲目片面追求指标的先 进 当用运算放大器作弱信号放大时，应选用失调及噪声 系数均很小的运算放大器（ICL7650）同时保持运放 同相端与反相端对地的等效直流电阻 用于直流放大时，必须妥善进行调零 为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的电容消振，同时应尽量避免两 级以上放大级级连，以减小消振困难。 运算放大器电路 n运算放
7、大器使用注意事项 常见的调零电路 运算放大器电路 n运算放大器应用电路 反相输入比例运算电路 同相输入比例运算电路 平衡电阻 运算放大器电路 n运算放大器应用电路 反相输入比例求和电路 平衡电阻 差动放大电路 积分运算电路 运算放大器电路 n运算放大器应用电路 差动放大电路 积分运算电路 运算放大器电路 n测量放大电路 又称数据放大器、仪表放大器 特点 n输入阻抗高 n输出阻抗低 n失调及零漂很小 n放大倍数精度可调 n具有差动输入、单端输出 n共模抑制比高 适用于大的共模电压背景下对缓慢微弱的差值 信号进行放大，常用于热电偶、应变电桥、生 物信号等的放大 运算放大器电路 n测量放大电路 放大
8、倍数：A=1+2R1/RG 运算放大器芯片：OP07 运算放大器电路 n集成测量放大电路（仪用放大器） AD623、AD522、INA114、AD620 信号产生电路 n信号种类 矩形波、正弦波、三角波、单脉冲波 n产生方法 矩形波 频率 n约为1/1.39RC 信号产生电路 n产生方法 矩形波 信号产生电路 n产生方法 正弦波产生电路 输出频率 正反馈系数 信号产生电路 n产生方法 三角波 n利用积分器原理模拟成三角波 nRP1用于幅度调节 nRP2控制C1的充电电流，用于频率调节 信号产生电路 n集成电路函数发生器 ICL8038 n输出频率为几赫兹到几百千赫兹 n可同时输出正弦波，三角波
9、和方波 信号产生电路 nDDS直接频率合成器 频率稳定度高 输出频率精度高 易与微处理器接口、实现数字控制 可生成任意的周期波形 电路形式 nFPGA+EEPROM+D/A n集成DDS芯片 信号处理电路 n信号处理电路 主要利用集成运算放大器或者专用模拟集成电路，配 以少量的外接元件可以构成各种功能的处理电路 n主要功能 信号放大 信号滤波 阻抗匹配 电平转换 非线性补偿 电流/电压转换（I/V） 电压/频率转换（V/F） 信号处理电路 n有源滤波电路 允许某一部分频率的信号顺利通过，而另一部 分的信号被急剧衰减 主要用于数据传送和抑制干扰 运算放大器和RC网络组成有源滤波电路 滤波器分类
10、n低通滤波器（LPF） n高通滤波器（HPF） n带通滤波器（BPF） n带阻滤波器（BEF） 信号处理电路 n有源滤波电路 低通滤波电路 截止频率 信号处理电路 n有源滤波电路 当从反相端输入时高通、低通输出端信号截止频率为 当从同相端输入时带通输出端信号截止频率为 信号处理电路 n电压频率转换电路 把输入信号电压变换成相应的频率信号 输入的频率和输出的电压信号成正比 图中参数可将5pA电流转换成5V电压 信号处理电路 n电流电压转换电路 把输入变换成电压 输入的频微小电流和输出电压信号成正比 适用范围 n调频、调相、A/D、数字电压表 n数据测量仪器、远距离遥控设备 模拟集成电压频率转换器优点 n性能稳定 n灵敏度高 n非线性误差小
