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1、基本单元电路设计基本单元电路设计( (一一) )本文由 784422646 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。基本单元电路设计 （一）基本单元电路直流稳压电源电路 运算放大器电路 信号产生电路 信号处理电路 声音报警电路 传感器应用电路 功率驱动电路 显示电路 A/D 转换电路 A/D 转换电路直流稳压电源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。 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 DC-DC 电路直流稳压电源
2、直流稳压电源基本原理直流稳压电源常用三端固定式集成稳压电源电路 稳压器名称举例LM7805：正 5V 输出 LM7805：正 5V 输出 LM7906：负 6V 输出 LM7906：负 6V 输出 通用电压等级有 9 种：05 06 08 09 10 12 15 18 24 通用电压等级有 9 特殊电压等级输出电路：5.5V 11V直流稳压电源常用三端可调式集成稳压电源电路 稳压器名称举例LM317：1.25V LM317：1.25V37V 正电压输出 LM337：1.25V LM337：1.25V37V 负电压输出 最大输出电流： 1.5A 输出电压表达式：Uo = 1.25(1 + RRP
3、 / R1 ) R1 一般取值为 120240 欧姆 R1 一般取值为 120240 欧姆直流稳压电源正负输出集成稳压电源电路直流稳压电源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 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集成稳压器有最小电压差要求，通常为 2.3V 以上 集成稳压器有最小电压差要求，通常为 2.3V 以上 新型集成稳压器的最小压差可低至 0.2V 新型集成稳压器的最小压差可低至 0.2V直流稳压电源集成稳压电路使用注意事项耗散功率与散热稳压器上消耗的功率为：Pw = (VIN VOUT ) I O
4、UT 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：电流与反向电压承受的最大反相电压： U RM = 2U1 每只二极管的平均电流： I D ( AV ) = I R =1 2 0.45U1 R滤波电容的配置大的电解电容、小的瓷片电容输出电压精度：最大 5，一般在 1以内 输出电压精度：最大 5，一般在 1直流稳压电源其他用途的集成稳压电源精密稳压电源输出电压：Uo 输出电压：Uo = (1 + R1/R2)*2.5V 输出电压精度可达 5以内直流稳压电源其他用途的集成稳压电源DC-DC 电源电压 DC-DC 电源电压效率高、有降压稳压器和升压稳压器受控稳压电源输出电压可
5、控 输出电压Uo=1.25*(1+(R+400)/R1)直流稳压电源其他用途的集成稳压电源LCD 显示器用负压电源 LCD 显示器用负压电源小电流负电压 正电压转换为负电压运算放大器电路运算放大器的分类通用型按工业上的普通用途设定 各方面性能中等、价格便宜 uA741、LM358、OP07、 uA741、LM358、OP07、LM324精密型输出精度高、失调电压小、温漂小 用于需要精确测量的场合 TLC4501/2、TLE2027、TLE2037、 TLC4501/2、TLE2027、TLE2037、TLE2022运算放大器电路运算放大器的分类低噪型也属于精密型，要求器件产生的噪声低 噪声包括
6、热噪声、电压噪声、电流噪声 TLE2027、TLE2227、TLE2237、 TLE2027、TLE2227、TLE2237、TLE2201高速型运行速度快，即增益带宽乘积大、转换速率快 通常用于处理频带宽、变化快的信号，如视频 TLE2037、TLE2421、TLE2144、 TLE2037、TLE2421、TLE2144、TLE4501运算放大器电路运算放大器的分类低电压低功耗型用于低压供电，3V 或电池供电系统 用于低压供电，3V 或电池供电系统 器件耗电小（500uA） 、低压运行、轨对轨输出 器件耗电小（500uA） 、低压运行、轨对轨输出 TLE2262、TLE2272、TLE24
7、42、 TLE2262、TLE2272、TLE2442、TLE2254单电源型可用单电源 5V 供电，输入和输出端电压可低为 0V 可用单电源5V 供电，输入和输出端电压可低为 0V TLE2262、 TLE2262、TLE227运算放大器电路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
8、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 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。运算放大器电路运算放大器使用注意事项常见的调零电路运算放大器电路运算放大器应用电路反相输入比例运算电路Rf vo Auf = = vi R1同相输入比例运算电路 Rf vo Auf = = 1 + vi R1 平衡电阻R p = R f / R1运
9、算放大器电路运算放大器应用电路反相输入比例求和电路 vo = R f (v1 / R1 + v2 / R2 + v3 / R3 ) 平衡电阻 R p = R f / R1 / R 2 / R3 差动放大电路 积分运算电路运算放大器电路运算放大器应用电路差动放大电路vo = ( R f / R1 )v1 + (1 + R f / R1 ) (1 + R3 /( R2 + R3 )v2积分运算电路1 t vo = v1dt R1C 0运算放大器电路测量放大电路又称数据放大器、仪表放大器 特点输入阻抗高 输出阻抗低 失调及零漂很小 放大倍数精度可调 具有差动输入、单端输出 共模抑制比高适用于大的共模
10、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测量放大电路放大倍数：A=1+2R1/RG 放大倍数：A=1+2R1/RG 运算放大器芯片：OP07 运算放大器芯片：OP07运算放大器电路集成测量放大电路（仪用放大器）AD623、AD522、INA114、AD620 AD623、AD522、INA114、信号产生电路信号种类矩形波、正弦波、三角波、单脉冲波产生方法矩形波 频率约为 1/1.39RC 约为 1/1.39RC信号产生电路产生方法矩形波信号产生电路产生方法正弦波产生电路 输出频率 1 fo = ( R1 + R2 )C 正反馈系数F
11、= R3 /( R3 + R4 )信号产生电路产生方法三角波利用积分器原理模拟成三角波 RP1 用于幅度调节 RP1 用于幅度调节 RP2 控制 C1 的充电电流，用于频率调节 RP2 控制 C1 的充电电流，用于频率调节信号产生电路集成电路函数发生器ICL8038输出频率为几赫兹到几百千赫兹 可同时输出正弦波，三角波和方波信号产生电路DDS 直接频率合成器 DDS 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FPGA+EEPROM+D/A 集成 DDS 芯片 集成 DDS 芯片信号处理电路信号处理电路主要利用集成运算放大器或者专用
12、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） 电流/电压转换（I/V） 电压/频率转换（V/F） 电压/频率转换（V/F）信号处理电路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 运算放大器和 RC 网络组成有源滤波电路 滤波器分类低通滤波器（LPF） 低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） 带阻滤波器（BE
13、F）信号处理电路有源滤波电路低通滤波电路 截止频率1 fc = 2 R1 R2CC2信号处理电路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o1 = RfCfR 1 , Q = (1 + )( ) RG 2 + R / RG当从同相端输入时带通输出端信号截止频率为o1 = RfC RQ R , Q = 0 .5 (1 + + ) RG RGf信号处理电路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 图中参数可将5pA 电流转换成 5V 电压信号处理电路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 适用范围调频、调相、A/D、数字电压表 调频、调相、A/D、数字电压表 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性能稳定 灵敏度高 非线性误差小1
