單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,模擬電子技術(shù),運(yùn)放,濾波,直流穩(wěn)壓電源,v,o,+,P,N,+,V,CC,V,EE,集成電路運(yùn)算放大器,v,o,+,P,N,+,V,CC,V,EE,(a),國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號,(b),國內(nèi)外常用符號,1.,運(yùn)放符號,一、運(yùn)放基本知識,2.,電壓傳輸特性,v,o,=,f,(,v,i,),線性區(qū),：,v,o,=,A,v,o,(,v,+,v,-,),非線性,區(qū)：,v,+,v,時(shí)，,v,o,=,+,V,om,v,+,v,時(shí)，,v,o,=,+,V,om,v,+,u,時(shí)，,u,o,=+,U,o,(sat),u,+,u,時(shí)，,u,o,=,U,o,(sat),U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài),U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,u,i,u,o,U,R,R,2,+,+,R,1,+,+,+,U,o,(sat),+,U,o,(sat),u,i,u,o,O,U,R,輸入信號接在反相端,輸入信號接在同相端,電壓傳輸特性,U,o,(sat),+,U,o,(sat),u,i,u,o,O,U,R,閾值電壓,(,門限電平,),：輸出躍變所對應(yīng)的輸入電壓。,u,i,t,O,U,R,O,u,o,t,+,U,o,(sat),U,o,(sat),t,1,t,2,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,輸出帶限幅的電壓比較器,設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為,U,Z,，,忽略穩(wěn)壓管的正向?qū)▔航?則,u,i,U,R,，,u,o,=,U,Z,U,Z,U,Z,u,o,R,D,Z,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,電壓傳輸特性,U,o,(sat),+,U,o,(sat),u,i,u,o,O,U,R,單門限比較器的抗干擾能力,應(yīng)為高電平,錯(cuò)誤電平,2.,遲滯比較器（正反饋）,（,1,）,電路組成,（,2,）,門限電壓,門限電壓,上門限電壓,下門限電壓,回差電壓,（,3,）,傳輸特性,3.,設(shè)計(jì)步驟,（,1,）基本電壓比較器設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)放中的電阻阻值按,幾千歐,幾百,千歐,自行選擇。,（,2,）遲滯比較器設(shè)計(jì)時(shí)自行選擇一個(gè)電阻阻值，另外一個(gè)由回,差電壓方程計(jì)算。,回差電壓,濾,波電路,的設(shè)計(jì),1.,基本概念,濾波器：是一種,選頻電路,，能使有用頻率信號通過而同時(shí)抑,制或衰減無用頻率信號的電子裝置。,濾波器,無源濾波器,：由電阻、電容和電感組成。,缺點(diǎn)：低頻時(shí)體積大，很難做到小型化。,有源濾波器,：含有運(yùn)算放大器的濾波器。,優(yōu)點(diǎn)：體積小、效率高、頻率特性好。,2.,分類,低通（,LPF,）,高通（,HPF,）,帶通（,BPF,）,帶阻（,BEF,）,全通（,APF,）,3.,有源低通濾,波電路,u,i,u,o,R,F,u,C,C,R,+,+,R,1,+,+,+,(1),一階低通濾波電路,若頻率,為變量，則,電路的傳遞函數(shù),其模,(,幅頻響應(yīng)）為,幅頻特性,0,|,A,u,f,|,|,A,(j,),|,O,當(dāng),0,時(shí)，,|,A,(j,)|,衰減很快,顯然，電路能使低于,0,的信號順利通過，衰減很小，而使高于,0,的信號不易通過，衰減很大，,稱一 階有源低通濾波器。,一階,二階,幅頻特性,0,|,A,u,f,|,|,A,(j,),|,O,一階有源濾波電路通帶外衰減速率慢,(-,20dB/,十倍頻程,),，一般用在對濾波要求不高的場合。為了改善濾波效果，使,0,時(shí)信號衰減得更快些，常將兩節(jié),RC,濾波環(huán)節(jié)串接起來，組成二階有源低通濾波器。,(2),二階低通濾波電路,對于濾波電路，有,得濾波電路傳遞函數(shù),（二階）,令,稱為,通帶增益,稱為,特征角頻率,稱為,等效品質(zhì)因數(shù),則,濾波電路才能穩(wěn)定工作。,注意：,4.,有源高通濾,波電路,(1),一階高通濾波電路,u,i,u,o,R,F,C,R,+,+,R,1,+,+,（低通濾波器中,R,、,C,位置互換即可）,可見，電路使頻率大于,0,的信號通過，而小于,0,的信號被阻止，稱為,有源高通濾波器,。,若頻率,為變量，則,電路的傳遞函數(shù),其模為,幅頻特性,0,|,A,u,f,|,|,A,(j,),|,O,(2),二階高通濾波電路,可由低通和高通串聯(lián)得到,必須滿足,低通截止角頻率,高通截止角頻率,5.,有源帶通濾,波電路,例,:,可由低通和高通并聯(lián)得到,必須滿足,6.,有源帶阻濾,波電路,6.,有源濾,波,電路設(shè)計(jì)方法,（,1,）關(guān)于濾波器類型的選擇,（,2,）級數(shù)的選擇,主要根據(jù)對帶外衰減特殊性的要求來確定。每一階低通或高通電路可獲得,-20dB,每十倍頻程的衰減。,（,3,）運(yùn)放的選擇,在無特殊要求的情況下，可選用通用型運(yùn)算放大器，運(yùn)放的開環(huán)增應(yīng)在,80dB,以上。如果濾波器的輸入信號較小，例如在,10mV,以下，則選低漂移運(yùn)放。,一般設(shè)計(jì)濾波器時(shí)都要給定截止頻率,fc,(,c,),、帶內(nèi)增益,Av,，以及品質(zhì)因數(shù),Q,（二階低通或高通一般為,0.707,）。在設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)待確定其值的元件數(shù)目多于限制元件取值的參數(shù)之?dāng)?shù)目，因此有許多個(gè)元件均可滿足給定的要求，這就需要設(shè)計(jì)者自行選定某些元件值。,一般從選定電容器入手，因?yàn)殡娙輼?biāo)稱值的分檔較少，電容難配，而電阻易配，,可根據(jù)工作頻率范圍按照表,1,初選電容值。,f,(110)Hz,（,1010,2,）,Hz,（,10,2,10,3,）,Hz,（,110,）,KHz,（,1010,2,）,KHz,（,10,2,10,3,）,KHz,C,(2010)F,（,100.1,）,uF,（,0.10.01,）,uF,（,10,4,10,3,）,pF,（,10,3,10,2,）,pF,（,10,2,10,）,pF,表,1,濾波器工作頻率與濾波電容取值的對應(yīng)關(guān)系,（,4,）元器件的選擇,例：試用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一截止頻率,f,c,=100Hz,的二階低通巴特沃斯濾波器，要求：（,1,）選擇運(yùn)放；（,2,）選擇和計(jì)算全部電阻、電容參數(shù)。,設(shè)計(jì)步驟：,（,1,）選擇運(yùn)放：選擇通用型運(yùn)放，,如,LF412,（,2,）選擇電容器容量，計(jì)算電阻阻值,f,(110)Hz,（,1010,2,）,Hz,（,10,2,10,3,）,Hz,（,110,）,KHz,（,1010,3,）,KHz,（,10,2,10,3,）,KHz,C,(2010)F,（,100.1,）,uF,（,0.10.01,）,uF,（,10,4,10,3,）,pF,（,10,3,10,2,）,pF,（,10,2,10,）,pF,參考此表，可選,C,1,=C,2,=0.33uF,由,得,選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻,R=4.7,千歐,階數(shù),n,2,4,6,8,增益,G,一級,1.586,1.152,1.068,1.038,二級,2.235,1.586,1.377,三級,2.483,1.889,四級,2.610,表,2,巴特沃斯低通、高通電路階數(shù),n,與增益,G,之關(guān)系,由表,2,可知：,2,階巴特沃斯濾波器增益為,A,0,=A,VF,=1.586,若取,R,1,=68,千歐，則,R,f,=,（,A,VF,-1)R,1,=39.8,千歐,直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì),小功率直流穩(wěn)壓電源的組成,功能：,把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓,u,4,u,o,u,3,u,2,u,1,交流電源,負(fù)載,變壓,整流,濾波,穩(wěn)壓,1.,單相橋式整流電路,(2),工作原理,v,2,正半周，二極管,D,1,、D,3,導(dǎo)通，,D,2,、D,4,截止,，,在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。,反之，,二極管,D,2,、D,4,導(dǎo)通，,在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。,(3),工,作波形,(1),電路結(jié)構(gòu),(4),參數(shù)計(jì)算,(3),流過每管電流平均值,I,D,(4),每管承受的最高反向電壓,V,DRM,(1),整流電壓平均值,V,o,（即負(fù)載上輸出平均電壓）,(2),整流電流平均值,I,o,（流過負(fù)載的,平均電流,）,(5),整流二極管的選擇,平均電流,I,D,與最高反向電壓,V,DRM,是選擇整流二極管的主要依據(jù)。,選管時(shí)應(yīng)滿足：,I,OM,I,D,，,V,RWM,V,DRM,2.,電容濾波器,(1),電路結(jié)構(gòu),(2),工作原理,v,2,正半周時(shí)，當(dāng),v,2,v,C,時(shí)，二極管D,1,D,3,導(dǎo)通，,電源在給負(fù)載,R,L,供電的同時(shí)也給電容充電，,v,C,增加，,v,o,=,v,C,。,v,2,負(fù)半周時(shí)，當(dāng),|,v,2,|,v,C,時(shí)，二極管D2D4導(dǎo)通。,(3),工作波形,v,o,v,t,O,t,O,(,T,電源電壓的周期,),近似估算?。?V,o,=1.2,V,2,(,橋式）,(4),參數(shù)計(jì)算,3.,穩(wěn)壓電路,+,U,I,R,L,+,C,I,O,U,O,+,+,u,I,R,R,D,Z,I,z,限流調(diào)壓,穩(wěn)壓電路,（1,）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓,（2,）集成穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓,單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。,最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。,1.,分類,XX,兩位數(shù)字為輸出電壓值,三端穩(wěn)壓器,輸出固定電壓,輸出可調(diào)電壓,輸出正電壓,78XX,輸出負(fù)電壓,79XX,（,1.25 37 V,連續(xù)可調(diào)）,2.,外形及引腳功能,W7800,系列穩(wěn)壓器外形,1,輸入端,3,公共端,2,輸出端,78xx,W7900,系列穩(wěn)壓器外形,1,公共端,3,輸入端,2,輸出端,79xx,塑料封裝,輸入與輸出之間的電壓不得低于,3V,！,3.,三,端集,成穩(wěn)壓器的應(yīng)用,C,O,W7805,C,i,U,i,+,_,+,_,U,O,1,2,3,0.11,F,1,F,2,3,220V,24V,+,C,24V,+,C,W7815,C,i,+15V,1,2,3,C,i,W7915,1,C,O,C,O,15V,1,F,1,F,0.33,F,0.33,F,1000,F,1000,F,C,O,W78XX,C,i,U,I,+,_,+,_,U,O,1,2,3,U,XX,U,Z,R,D,Z,+,_,+,_,C,O,CW117,C,i,U,i,+,_,+,_,U,O,3,2,1 Adj,R,1,R,2,240,1F,0.1F,