1、模擬電子技術基礎學習心得 自動化一班 劉文杰20151506087 時間過得真快，為期一學期的模擬電子技術基礎的學習就快結束了。還 清晰記得開學初剛拿到這本書的時候，面對如此厚的一本書，彷佛感受到了今后 學習的艱辛。剛開始接觸時，感覺這門課真的很難，雖然時間花得比較多，但還 是收效甚微。在后來的幾個星期，我下定決心堅持預習，在自己的努力下，終于 跟上了老師的思路和進度，收效與時間成正比。總的來說，感覺對這門課程的吸 收還是比較理想的。 很高興自己能夠遇上如此負責的老師。每次上課聽著老師親切的聲音和不間 斷的講解，我都彷佛能夠看到老師辛苦備課的情形。聽了老師的課后，我對書中 內容的了解更加清晰和

2、深刻了，課后不用花很多時間來鞏固，有種事半功倍的成 就感。老師對作業的要求也使我獲利不少，因為老師每次交作業后都會仔細講解 一番。我覺得這樣自己能夠更加積極主動地去對待作業，可以更加自由地支配作 業、預習、鞏固的時間，使時間的利用率最高。另一方面，我覺得老師不僅是傳 授我們知識，更是教我們如何做人，尤其是在守時和尊重人方面。要想獲得他人 的尊重，首先要學會尊重他人。 上完了這學期的模擬電子技術基礎課，收獲了很多，既擴充了自己的知 識和思維，又懂得如何更加完善地做人。第一，掌握一些思考的方法，對待問題 比較嚴謹。解決一個問題，應該選用正確的方法，否則將會很難甚至無法解決一 個問題。例如，在求不同

3、組態負反饋的電壓放大倍數時， 不同組態有不同的方法， 方法上必須要對應。對于同一問題的不同解法，尤其要注意方法的適用范圍，在 合適的范圍內使用方法。例如，在用微變等效電路求解有關基本放大電路時，只 有輸入信號是低頻小信號時才成立，否則會造成很大的誤差甚至是錯誤。在分析 一些比較復雜的問題時，要學會站在更高的層次看待問題，要學會模塊化地分析 問題而不局限于其中的每個元件。 例如，在運算放大電路分析中，在掌握基本模 塊如反相比例運放、同相比例運放等的前提下，對一些較為復雜的電路，可利用 疊加原理看成是這些基本模塊的疊加， 從而簡化問題的分析。第二，對一些工程 思想有了初步的認識。俗話說：人無完人。

4、當然作為每個具體的電路，在具有優 點的同時肯定具有缺點的。我們分析問題的時候，不能一味地鉆牛角尖，幻想找 到一個能夠十全十美解決問題的方法。 很多時候，我們可以根據實際的要求，作 一些合理的近似。先主要考慮最主要因素的影響，而忽略一些次要因素的影響， 然后再在主要因素主導的方向下，結合實際的要求考慮其他次要因素。 這樣做往 往能很大程度上簡化問題，但又不會產生很大的誤差。最后，自己更加深刻體會 到了守時的重要性。雖然我們不能駕馭時間，但時間觀淡薄的人將不會有很大的 成就。守時不是一種形式，而是一種態度！ 黑夜中的船因有燈塔而不會迷失方向，而我堅信：模擬電子技術基礎課 上的收獲，將使我終生受用。

5、 模擬信號隔離應用中隔離放大器設計的黃金法則 自動化二班 20151506012崔海龍 在電機和電子設計中經常需要對模擬信號進行隔離。模擬信號可以承載代表電壓、電 流、溫度、壓力、位置和流量等物理世界的信息，這些模擬信號通常必須在具有較大電平差， 或者模塊接地面間具有感應電氣噪聲的場合，由一個電路模塊傳送到另一個。這些常見的電 路問題可能會影響數據的精確性、破壞測量系統，甚至于威脅到使用者的安全。 隔離放大器提供了一個可以解決這些問題的簡單且高性價比的方案。這個方案通過采 用Sigma-Delta模數轉換器和光電耦合技術，在電氣隔離屏障后精確地重建輸入信號。采用 微型化可自動插入封裝供貨， 使

6、用這些隔離放大器進行設計就如同將信號連接到輸入并取得 隔離后輸出一樣簡單（參見圖1）。 fl烹理礙 隔龍放大器 GND1 /*77 地 圖1：隔離放大器在模擬信號隔離電路中的使用。 部分使用隔離放大器的應用包括模數轉換接口、熱電偶和轉換器等感應電路、病患監 測設備、電機速度和位置測量電路、音頻和視頻放大器，以及電源供應器中的電壓反饋等。 圖2顯示了隔離放大器應用在電機控制系統中作為電流傳感器的典型應用，基于這個電路， 我們將討論幾個“應該和不應該”的做法，幫助大家利用隔離放大器輕松實現模擬信號隔離 設計。 -5- 砂啪啪時 圖2:電機控制電路中使用的隔離放大器電流傳感器。 電源供電 應該為隔離

7、放大器 VDD1和VDD2提供獨立電源 在圖2的電路中，來自于高壓（或高 電位）端的信號必須和低壓（低電位）端隔離，同樣的 VDD1和VDD2電源也一樣需要隔離。 在這個例子中，高電壓端電源VDD1可以由推動高電壓端功率晶體管的電源供應器取得， 而在低電壓端，VDD2則可以連接到通常會和交流市電隔離的控制器電源。同樣的，GND1 和GND2也應該各自獨立。 不應該忽略 VDD1和VDD2的旁路電容 ACPL-C78X使用Sigma-Delta過采樣技術將模 擬輸入信號轉換為可以通過光學屏障傳送的高速位流，在輸出端，這個位流再通過模擬濾波 器過濾并重建輸入信號。需要旁路電容的主要原因在于隔離放大

8、器中信號的高速數字特性。 在印刷電路板上，旁路電容 C1和C3必須盡可能地接近各自的隔離放大器引腳。 注應該意電源接腳上的電壓瞬變電源連接線上過大的電壓瞬變可能造成電氣過載情 況下器件的損壞，電源引腳上的浪涌也可能會觸發器件進入鎖定（latch-up）狀態。除了在電源 引腳上連接旁路電容外， 也可以通過其他方式來減輕電源上的噪聲和紋波，例如在穩壓器的 輸入上串接一個電阻或電感， 就可以和穩壓器的輸入旁路電容形成一個低通濾波器來減輕紋 波。 連接輸入端 應該在輸入端加入 RC抗混疊濾波器 在輸入端加入抗混疊濾波器，如圖2中由R2和 C2所構成的RC低通濾波器，可以避免高頻噪聲混疊到較低頻率，造成

9、輸入信號的干擾。 RC低通濾波器也在可靠性上扮演了非常重要的角色，它可以有效減輕靜電放電和電氣過載 時流經隔離放大器輸入電路的瞬變浪涌。 應該采用差動輸入模式以取得較佳共模噪聲抑制能力在圖2中，ACPL-C78X采用了單 端輸入方式連接。由于該隔離放大器擁有全差分式輸入結構，因此建議使用差分輸入連接方 式，如圖3中的平衡輸入模式來取得較好的性能。兩根引腳上信號取樣時的開關動作所帶來 的輸入電流會在濾波器電阻上取得平衡并且相互抵消，感應到其中任何一根引腳上的噪聲會 通過電容C耦合到另一根而形成共模噪聲，隔離放大器對此共模噪聲加以抑制從而防止其 對輸出信號造成干擾。RA和RB的典型值為22Q, C

10、則為10nF。 NON-ISOLATED ISOLATED 圖3:經過簡化的差分輸入連接。 在高噪聲應用中使用隔離放大器應該注意閂鎖效應CMOS器件的閂鎖效應風險必須 要仔細考慮，特別是直接連接到易受經常出現瞬變噪聲影響的信號源時。ACPL-C78X的模 擬輸入結構在設計上考慮了經常發生在高噪聲應用環境，例如電機驅動設備和其他電源逆變 系統中的瞬變和浪涌，其它可能在輸入上造成電壓瞬變的場合包括短路和過載。ACPL-C78X 經過-2V到6V的直流電壓測試，加上高達 -6V的瞬變電壓兩秒鐘，并未發生閂鎖反應或器 件受損的情況1。 應該檢查VIN+和VIN-到GND1接地的輸入共模電壓隔離放大器的

11、差模輸入采用全 差分開關電容電路實現。 與使用具備差分式輸入的隔離放大器和模數轉換器類似，設計工程 師必須了解通常會在數據手冊中標明的輸入共模電壓。舉例來說，ACPL-C78X的產品數據 手冊就標明VIN+和VIN-的工作輸入電壓限制為土 2V，超過這個限制就可能會損害增益和 系統的性能1。 隔離 不應該混淆隔離電壓和工作電壓在設計模擬信號隔離電路時，設計工程師必須考慮到 隔離放大器的隔離電壓和連續工作電壓，以確保產品符合相關的安全標準。隔離電壓代表了 在輸入和輸出上可以短暫承受的電壓大小，依UL 1577標準，Avago的每一個隔離放大器都 通過加上大于或等于 1.2倍額定電壓一秒鐘進行驗證

12、和安全性測試，泄漏電流？ 5mA,例如通 過5000Vrms2驗證的ACPL-C78A在批量生產測試中，每個器件都以6000Vrms進行一秒 鐘測試。隔離電壓是一個不應該被視為輸入輸出連續電壓的絕緣電壓規格。 工作電壓則是系統保證可以持續安全工作而不會傷害隔離屏障的最高電壓值，依 IEC/EN/DIN EN 60747-5-2 , ACPL-C78X系列的最高工作絕緣電壓為 1140Vpeak,并且可以 在806Vrms下連續工作。如果需要1000Vrms的工作電壓，那么可以使用 HCNR2013，如果 891Vpeak就可以滿足設計要求，HCPL-7800A4也可以是一個選擇。HCNR201

13、和HCPL-7800A 都是安華高科技公司所提供的高線性模擬光電耦合器產品。 電流感應的分流器選擇 搭配分流電阻，隔離放大器可以形成隔離電流傳感器，分流器的選擇通常是在最低功 耗和最大精確性間進行折中。較小的電阻值可以降低功率耗損，但較大的電阻值則可以通過 使用隔離放大器的完整輸入范圍來改善電路的精確性。由分流器在正常工作情況下可以承受 的峰植電流和隔離放大器的目標輸入范圍，我們可以使用歐姆定律來計算出分流電阻的大 小。 調校可以將分流電阻本身誤差值所帶來的測量誤差消除，但卻無法解決因溫度和時間 所造成的電阻漂移問題。電阻的溫度系數(TCR)是用來描述特定溫度范圍內因環境溫度改變 所造成的電阻值變化，50ppm/oC的分流電阻是常見的選擇，市面上也提供有10ppm/oC的 分流電阻產品，我們可以參考相關的產品數據手冊對它的工作條件進行研究，并留意有時可 能出現的非線性響應。 不應該只注意標稱功率規格分流器的額定功率是一個非常重要的選擇條件，在設計 中，分流器上的功率消耗可以通過l(rms)2xR得出，脈沖電流所