《模拟电子技术及应用第2版 教学课件 ppt 作者 熊伟林 主编 电子教案6 第5章模拟电子技术应用实例（上半部分4学时）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术及应用第2版 教学课件 ppt 作者 熊伟林 主编 电子教案6 第5章模拟电子技术应用实例（上半部分4学时）（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第章 模拟电子技术应用实例(共8学时) 学习目标: 1.了解直流稳压电源的电路结构，掌握稳压电路的工作原理，学会使用集成稳压器设计直流稳压电源。 2.理解振荡器基本工作原理，了解两种典型RC正弦波振荡器的电路结构与工作原理。 3.了解矩形波（含方波）、三角波、锯齿波信号发生器的基本电路结构，理解其工作原理，了解集成函数信号发生器(5G8038)的应用。 4.掌握模拟乘法器的基本特性及其典型应用电路。 5.了解测量电压、电流、电阻的电子测量电路的工作原理。,本章内容 5.1 直流稳压电源（2学时） 5.2 正弦波振荡器（1学时） 5.3 函数信号发生器（2学时） 5.4 模拟乘法器及其应用 （1
2、学时） 5.5 模拟电路在测量技术中的应用 （2学时） 5.6 项目设计：集成运算放大器的应用(课外时间完成) 小结,5.1 直流稳压电源,5.1 .1 直流稳压电源的基本组成,直流稳压电源一般是由变压器、整流电路、滤波电路、稳压及过载保护电路等部分组成 。,5.1.2 串联型稳压电路,假设由于某种原因(如UI升高或负载RL变大)使U0升高， 由于输出电压U0UIUCE1，则 U0UB2IB2UCE2UC2UB1IB1UCE1U0 反之，U0UB2IB2UCE2UC2UB1IB1UCE1U0， 即实现稳压过程，稳压电路实际上是电压负反馈电路。,一般串联型晶体管稳压电路的结构组成如图5-4所示，
3、输入电压UI、调整管、负载三者之间为串联形式，因而叫做串联型稳压电路。,5.1.3 过载保护电路,1. 限流型保护电路 取样电阻RS和三极管VS构成保护电路。,2. 截流型保护电路 如图5-6所示，截流型保护电路的特点是当输出电流过载或负载短路时，使输出电压和输出电流都下降到接近零，调整管功耗大为减小。,5.1.4直流稳压电源的主要技术指标,(1)额定输入电压 是指使直流稳压电源正常工作时的输入交流电压大小和频率。 (2)输出电压范围 是指直流稳压电源能够稳定输出的直流电压范围。 (3)输出电流范围 是指直流稳压电源在正常工作条件下所允许输出的电流范围。 (4)稳压系数SV 是指当负载和环境温
4、度不变时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比值,其数值越小表明输出电压越稳定。 (5)等效内阻r0 是指直流稳压电源的输入电压和环境温度不变，当负载RL变化时，输出电压的变化量与输出电流变化量的比值，其值越小表明稳压性能越好，即带负载能力越强。 (6)温度系数St 是指直流稳压电源的输入电压和负载均不变时，由于环境温度变化引起的输出电压变化量与温度变化量之比，St越小，表明输出电压越稳定。,5.1.5集成稳压器的应用,集成稳压器是指在输入电压或负载发生变化时，使输出电压保持不变的集成电路。常见的有三端固定式集成稳压器、三端可调式集成稳压器、多端可调式集成稳压器等。 应用集成稳压器设
5、计直流稳压电源时可按下列步骤进行： 1)确定所要设计的直流稳压电源类型，输出电压是固定的还是可调的、是正电压还是负电压，输出电压数值是多大或可调范围是多少等等。 2)查阅集成电路产品手册，选择合适的集成稳压器产品型号。一般手册中给出各种集成稳压器的产品型号、性能参数、使用条件以及管脚名称，有时还列举出典型应用电路。 3)按设计要求绘出电路原理图后进行制作并测试。,例5-2 试应用集成稳压器设计一个能固定输出5V的直流稳压电源。 解：1)所要设计的直流稳压电源是固定式输出，并且输出既有正电压也有负电压，可选择三端固定式集成稳压器（如7800系列与7900系列）。通过查阅集成电路手册可知7805集
6、成稳压器可输出5V直流电压、7905集成稳压器可输出5V直流电压，可以选用。,5.1.6开关稳压电源,开关稳压电源中的调整管工作在开关（截止和饱和）状态，依靠调节调整管的导通时间来实现稳压。主要特点是：具有很宽的稳压范围、效率高、体积小、重量轻。,1. 串联型开关稳压电路,2. 并联型开关稳压电路,5.2 正弦波振荡器,1. 振荡器的电路组成 振荡器一般由直流电源、放大器、选频网络、反馈网络和稳幅网络等部分组成。振荡器并不需要外加输入信号，但需要直流电源供电才能正常工作。 2. 振荡的建立过程,5.2.1 振荡器的基本工作原理,当电路接通直流电源的瞬间，电路受到冲击。由于各元件中存在噪声，以及
7、电路中各部分电压和电流的响应等原因，在放大器的输入端会产生各种频率的微弱激励信号。 由于振荡器电路中加有选频网络，所以只能有某一个频率为f0的信号(图中虚框内的)通过放大器后被放大，又由于振荡器在频率为f0处存在正反馈，所以输出信号经过反馈网络回到输入端后加强了输入信号，再经过放大和反馈，如此循环下去，就在输出端产生了较大幅度的交流输出信号。 又由于振荡器中含有稳幅措施，所以输出端的交流振荡信号不会趋于无穷大，而最终输出电压幅度会稳定在一定的电平上，形成比较稳定的交流输出信号。,3. 起振条件 振幅起振条件：AuFu1 相位起振条件：AF2k或k360 (k为整数) 4.平衡条件 振荡器达到振
8、荡平衡时，反馈信号与放大器输入端原来信号小相等、相位相同，即AuFu1 相位平衡条件同起振条件。,5.2.2 RC正弦波振荡器,例5-3 如图5-13 所示RC移相式正弦波振荡器电路，典型参数：R1R2R3RiR1.1k，Ri为放大器的输入电阻。C1C2C3C0.047F，RB1100k，RB222k，RC1.3k，RE470，CE20F，VCC12V，晶体管V可用3DG5。 (1)指出反馈网络与选频网络是由哪些元件构成的？ (2)在振荡频率处，反馈信号与输出信号之间的相位差为多少？(3)说明该振荡器的稳幅原理。,解：(1)在这个振荡器中反馈网络也是选频网络，由R1、R2、R3和C1、C2、C
9、3构成，属于三节RC超前移相网络，放大器的输入电阻Ri是该网络的负载，如图5-14所示。,(2)根据振荡器的相位条件AFk360 (k为整数)，共射放大器的输出信号与输入信号是反相的，即A180，则RC移相网络的相移Fk360A180（取k1），也就是在振荡频率处，反馈信号与输出信号之间的相位差为180。,(3)该振荡器的稳幅原理是：利用放大器的固有非线性特性。 放大器的非线性是指放大器的输出电压与输入电压之间的非线性关系，即放大器的电压增益Au并不是一常量，而是与输入电压大小以及静态工作点的高低有关。电压增益Au随着放大器输入信号的增大而降低。当下降到一定值时，满足振幅平衡条件AuFu1，输
10、出振荡信号的幅度就稳定下来。 RC移相式振荡器具有电路结构简单、成本低的优点，同时适用于产生频率低于几十kHz的正弦信号。但是存在稳幅作用较差、波形失真较大的缺点。故一般应用在对正弦幅度稳定性和波形失真度要求不高的场合。,例5-4 文氏桥式正弦波振荡器电路，R1、R2、C1、C2构成选频网络及正反馈网络(RC串并选频网络)，且R1R2R，C1C2C。R3、Rt构成稳幅网络(负反馈网络)，其中Rt是具有负温度系数特性的热敏电阻，即温度T上升(下降)，则Rt阻值降低(上升)，未有电流通过时的阻值叫做冷态阻值。(1)求振荡频率f0和反馈系数Fu；(2)起振时对集成运放的电压放大倍数Au和热敏电阻Rt的冷态阻值要求是多少？(3)解释稳幅原理；(4)振荡稳定后Rt与R3之间有何关系？,解：(1)不难证明 ， 当0 时，反馈电压与输出电压同相， 电路实现正反馈可以产生振荡。则反馈系数Fu ， 振荡频率为f0 (2)根据起振条件AuFu1， 对集成运放的电压放大倍数要求是Au3 由于 ， ，则Rt2R3 ， 即热敏电阻的冷态阻值要大于2R3。,第章 未完待续 见下半部分,
