1、1、CDIO設計目的l 對幾種常見元器件例如電阻器、電容器、電感器等有基本的認識，并能進行準確的分辨。l 熟練掌握幾種常見儀器的使用方法，例如：示波器、函數信號發生器，萬用表。l 學會如何利用multism進行放大器的設計，并通過設計對放大器的原理進一步理解。l 掌握并能熟練利用protel進行原理圖與PCB圖的設計。2、CDIO設計正文2.1幾種常見基本元器件的認識電阻器1、種類及類型電阻器種類很多，根據構型不同，通?？煞譃楣潭娮杵?、電位器、排阻、敏感電阻器四大類。固定電阻器是一種阻值固定不變的電阻器，主要功能有降壓、限流和分壓。根據材料的不同又可具體分為薄膜類、合金類，線繞電阻器、碳質電

2、阻器。電位器是一種阻值可以通過調節而改變的電阻器，又可稱為可變電阻器。與固定電阻一樣同樣具有降壓、限流和分流的作用，不過由于電位器具有阻值可調性，故它可隨時調節阻值來改變電壓、限流和分流的程度。電位器的種類較多，通?？煞譃槠胀娢黄鳌⑽⒄{電阻器、帶開關的電位器和多聯電阻器等。敏感電阻器是指阻值歲外界某些條件的改變而變化的電阻器。敏感電阻器的種類也很多，常見的有熱敏電阻器、光敏電阻器、濕敏電阻器、壓敏電阻器、力敏電阻器、氣敏電阻器等。這類電阻主要應用于自動檢測和自動控制領域中。排阻又稱為電阻排，他是由多個電阻器按一定的方式制作并封裝在一起構成的。排阻具有安裝密度高和安裝方便簡單等優點，廣泛應用于

3、數字電路中。2、常用電阻器的標志方法一般電子元器件的標注應反映出它們的種類、材料及主要電氣參數。電阻器常用的標注方法有直標法、文字符號法和色標法三種。（1）直標法把元件的主要參數直接印制在元件的表面上，這種方法主要用于功率比較大的電阻。如電阻表面上印有RXYC-50-T-1k5-±10，其含義是耐潮被釉線繞可調電阻器，額定功率為50W，阻值為1.5kW，允許誤差為±10。（2）文字符號法傳統的電阻器文字符號標注是將電阻器的阻值、精度、功率、材料等用文字符號在電阻體上表示出來。如阻值單位用W、kW、MW表示,精度用等級J（±5）、K（±10）、M（

4、7;20），電阻器的材料可通過外表的顏色予以區別等。隨著電子元件的不斷小型化，特別是表面安裝元器件（SMC和SMD）的制造工藝不斷進步，使得電阻器的體積越來越小，其元件表面上標注的文字符號也作出了相應改革。一般僅用三位數字標注電阻器的數值，精度等級不再表示出來（一般小于±5）。具體規定如下：元件表面涂以黑顏色表示電阻器。電阻器的基本標注單位是歐姆（W），其數值大小用三位數字標注。對于十個基本標注單位以上的電阻器，前兩位數字表示數值的有效數字，第三位數字表示數值的倍率。如100表示其阻值為10×10010W；223表示其阻值為22×10322kW。對于十個基本標注單

5、位以下的元件，第一位、第三位數字表示數值的有效數字，第二位用字母“R”表示小數點。如3R9表示其阻值為3.9W。（3）色標法小功率電阻器使用最廣泛的是色標法，一般用背景區別電阻器的種類：如淺色（淡綠色、淡藍色、淺棕色）表示碳膜電阻，用紅色表示金屬或金屬氧化膜電阻，深綠色表示線繞電阻。一般用色環表示電阻器的數值及精度。普通電阻器大多用四個色環表示其阻值和允許偏差。第一、二環表示有效數字，第三環表示倍率（乘數），與前三環距離較大的第四環表示精度。精密電阻器采用五個色環標志，第一、二、三環表示有效數字，第四環表示倍率，與前四環距離較大的第五環表示精度。如表一所示。表一：色帶顏色有效數字倍乘數允許偏差

6、黑01棕110±1%紅2100±2%橙31000黃410000綠510e5±0.5%藍610e6±0.2%紫710e7±0.1%灰810e8白910e9金0.1±5%銀0.01±10%電容器1、定義與分類電容器是一種可以存儲電荷的元件。相距很近且中間隔有絕緣物質（如空氣、紙和陶瓷）的兩塊導電極板就夠策劃那個了電容器。電容器可分為固定電容器和可變電容器。固定電容器的種類很多，按應用材料可分為紙質電容器、瓷片電容器、云母電容器、玻璃釉電容器、玻璃膜電容器；可變電容器又稱可調電容器，其容量可以調節的電容器。具體分類還可分為微調電容

7、器、單聯電容器、多聯電容器。另外根據極性關系還可分為有極性電容器和無極性電容器。2、電容器的選用（1）標稱容量要符合電路的需要（2）工作電壓要符合電路的需要（3）電容器特性盡量符合電路需要對于電源濾波、退耦電容和低頻耦合、旁路電路、一般選擇電解電容。對于中頻電路，一般可選擇薄膜電容器和金屬化紙介電容器。對于高頻電路，應選用高頻特性良好的電容器，如磁介質電容器和云母電容器。對于高壓電路器，應選用工作電壓高的電容器，如高壓瓷介質電容器。對于頻率穩定性要求高的電路（如振蕩電路、選聘電路和移相電路），應選用溫度系數小的電容器。3、電容器的型號命名方法國產電容器型號的命名有以下四部分組成。第一部分用字母

8、C表示主稱為電容器。第二部分用字母表示電容器的介質材料，例如“D”表示鋁電解材料、“A”鉭電解材料。第三部分用數字或字母表示電容器的類別，例如“8”表示高壓、“T”表示疊片式。第四部分用數字表示序號。 電感器1、性質與種類電感器的主要性質有“通直阻交”和“阻礙變化的電流”。電感器的主要參數有電感量、誤差、品質因數和額定電流。電容器對通過的交流新號有較大的阻礙，這種阻礙成為感抗，感抗的大小與自身的電感量和交流信號的頻率有關。具體計算公式為：L=2fL。電容器的種類較多。典型的主要有可調電容器、高頻扼流線圈、低頻扼流線圈、色碼電感器。2、電感器的選用（1）選用的電感器電感量必須與電路要求一致，工作

9、頻率要適合電路。低頻電路一般選用硅鋼片或鐵氧化體磁芯的電感器，而高頻電路一般選用空心電感器等。（2）對于不同的電路應該選用相應性能的電感器。在更換電感器時不能隨意改變電感器的線圈匝數、間距、和形狀。（3）對于可調電感器，可將電感器接在電路中進行調節，從而達到更好的效果。（4）對于有屏蔽罩的電感器，在使用時要將屏蔽罩與電路地連接，以提高電感器的抗干擾特性。3、電感器的型號命名方法電感器的型號命名有三部分組成。第一部分用字母表示主稱為電感線圈。第二部分用字母與數字混合來表示電感量。第三部分用字母表示誤差。如表二所。，表二：第一部分：主稱第二部分：電感量第三部分：誤差范圍字母含義數字與字母數字含義字

10、母含義L或PL電感線圈2R22.22.2uHJ±5%1001010uHK±10%101100100uH10210001mHM±20%1031000010mH二極管1、種類常見的的幾種二極管有穩壓二極管、變容二極管、雙相觸發二極管、雙基極二極管。穩壓二極管：在電路中，穩壓二極管可以穩定電壓。要讓文雅二極管起穩壓作用，需將他反接在電路中（即穩壓二極管的負極接在電路的高點為，正極接地電位），穩壓二極管在電路中正接時的性質與普通二極管形同。變容二極管：變容二極管在電路中可以相當于電容，并且容量可調。變容二極管與普通二極管相同，加正向電壓時導通，加反向電壓時截止。在變容二極

11、管兩端加反向電壓時，其除了截止外，還可以視為電容。雙向觸發二極管：又稱為雙向二極管。普通二極管具有單向導電性并且正反特性相同，具有對稱性，而雙向觸發二極管具有雙向導電性，但它的導通電壓通常比較高。雙基極二極管：又稱為單結晶管，它除了有一個發射極E外，還有B1、B2兩個基極。關于二極管的一些其他特性在本學期電子線路已經有了重點學習，因此這里不再過多闡述。2、二極管的型號命名方法第一部分用數字“2”表示主稱為二極管。第二部分用字母表示二極管的材料與極性。第三部分用字母表示二極管的類別。第四部分用數字表示序號。第五部分用字母表示二極管的規格號。如表三所示。表三：第一部分：主稱第二部分：材料與極性第三

12、部分：類別第四部分：序號第五部分：規格數字含義字母含義字母含義2二極管AN型鍺材料P小信號管用數字表示同一類別產品序列號用字母表示產品規格檔次W穩壓管L整流堆BP型鍺材料N阻尼管Z整流管U光電管CN型硅材料K開關管B變容管V混頻檢波管DP型硅材料JD激光管S隧道管CM磁敏管E化合物材料H恒流管Y體效應管EF發光二極管三極管1、種類與性質三極管又稱晶體三極管，是一種具有放大功能的半導體器件。有NPN與PNP兩種。三極管有三種工作狀態：截止、放大、和飽和。處于放大狀態時可以對信號進行放大即作為放大器；處于飽和與截止狀態時可以當成開關來使用。關于三極管的一些具體應用在本學期電子線路中已經具體學過，這

13、里不再過多闡述。特殊三極管：帶阻三極管、帶阻尼三極管，達林頓三極管。帶阻三極管是指基極與發射極皆有電阻并封裝為一體的三極管。帶阻三極管常用在電路中作為電子開關。帶阻尼三極管是指在c極與e極之間接有二極管并封裝為一體的三極管。帶阻尼三極管功率很大，常用在彩電和計算機顯示器的掃描輸出電路中。達林頓三極管又稱符合三極管，他是由兩只活兩只以上的三極管組成并封裝為一體的三極管。2、三極管選用注意事項選用三極管要依據它在電路中所承擔的作用查閱晶體管手冊，選擇參數合適的三極管型號。 NPN型和PNP型的晶體管直流偏置電路極性是完全相反的，具體連接時必須注意。電路加在晶體管上的恒定或瞬態反向電壓值要小于晶體管

14、的反向擊穿電壓，否則晶體管很易損壞。高頻運用時，所選晶體管的特征頻率F，要高于工作頻率，以保證晶體管能正常工作。大功率運用時晶體管內耗散的功率必須小于廠家給出的最大耗散功率，否則晶體管容易被熱擊穿，晶體管的耗散功率值與環境溫度及散熱大小形狀有關，使用時注意手冊說明3、三極管的標注方法標注共五部分如3DG130C，第一個3表示三極管，第二部分A表示PNP鍺材料，B表示NPN鍺材料，C是PNP硅材料，D是NPN硅材料，第三部分Z是整流管，L是整流堆，S是隧道管，N是阻尼管，U光電器件，X低頻小功率管，G是高頻小功率管，T體效應管，B雪崩管，J節約恢復管CS場效應管，BT半導體特殊器件，FH復合管，

15、PIN是PIN型管，JG是激光器件。第四部分是序號，第五部分是規格號2.2常用儀表的使用方法數字萬用表1、交、直流電流的測量根據測量電流的大小選擇適當的電流測量量程和紅表筆的插入孔，測量直流時，紅表筆接觸電壓高一端，黑表筆接觸電壓低的一端，正向電流從紅表筆流入萬用表，再從黑表筆流出，當要測量的電流大小不清楚的時候，先用最大的量程來測量，然后再逐漸減小量程來精確測量。2、 交、直流電壓的測量紅表筆插入“V/”插孔中，根據電壓的大小選擇適當的電壓測量量程，黑表筆接觸電路“地”端，紅表筆接觸電路中待測點。特別要注意，數字萬用表測量交流電壓的頻率很低（45500Hz），中高頻率信號的電壓幅度應采用交流

16、毫伏表來測量。3、電阻的測量紅表筆插入“V/”插孔中，根據電阻的大小選擇適當的電阻測量量程，紅、黑兩表筆分別接觸電阻兩端，觀察讀數即可。特別是，測量在路電阻時（在電路板上的電阻），應先把電路的電源關斷，以免引起讀數抖動。禁止用電阻檔測量電流或電壓（特別是交流220V電壓），否則容易損壞萬用表。4、判斷電容的好壞 利用電阻檔還可以定性判斷電容的好壞。先將電容兩極短路（用一支表筆同時接觸兩極，使電容放電），然后將萬用表的兩支表筆分別接觸電容的兩個極，觀察顯示的電阻讀數。若一開始時顯示的電阻讀數很小（相當于短路），然后電容開始充電，顯示的電阻讀數逐漸增大，最后顯示的電阻讀數變為“1”（相當于開路），

17、則說明該電容是好的。若按上述步驟操作，顯示的電阻讀數始終不變，則說明該電容已損壞（開路或短路）。特別注意的是，測量時要根電容的大小選擇合適的電阻量程，例如47F用200k檔，而4.7F則要用2M檔等等。5、二極管導通電壓檢測紅表筆接萬用表內部正電源，黑表筆接萬用表內部負電源則被測二極管正向導通，萬用表顯示二極管的正向導通電壓，單位是mV。通常好的硅二極管正向導通電壓應為500mV800mV，好的鍺二極管正向導通電壓應為200mV300mV。假若顯示“000”，則說明二極管擊穿短路，假若顯示“1”，則說明二極管正向不通。若按圖1（b）接法測量，應顯示“1”，說明該二極管反向截止，若顯示“000”

18、或其它值，則說明二極管已反向擊穿。 此檔也可以用來判斷三極管的好壞以及管腳的識別。測量時，先將一支表筆接在某一認定的管腳上，另外一支表筆則先后接到其余兩個管腳上，如果這樣測得兩次均導通或均不導通，然后對換兩支表筆再測，兩次均不導通或均導通，則可以確定該三極管是好的，而且可以確定該認定的管腳就是三極管的基極。若是用紅表筆接在基極，黑表筆分別接在另外兩極均導通，則說明該三極管是NPN型，反之，則為PNP型。最后比較兩個PN結正向導通電壓的大小，讀數較大的是be結，讀數較小的是bc結，由此集電極和發射極都識別出來了。6、三極管值測試首先要確定待測三極管是NPN型還是PNP型，然后將其管腳正確地插入對

19、應類型的測試插座中，功能量程開關轉到檔，即可以直接從顯示屏上讀取值，若顯示“000”，則說明三極管已壞。7、短路檢測將功能、量程開關轉到“·）”位置，兩表筆分別測試點，若有短路，則蜂鳴器會響。示波器利用示波器所做的任何測量，都是歸結為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度，既可以測量直流電壓和正弦電壓，又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個脈沖電壓波形各部分的電壓幅值，如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓測量儀器都不能比擬的1、交流電壓的測量 將Y軸輸入耦合開關置于“AC”位置，顯示出輸入波形的交流成分。如交流信號的頻率很低時，則應將Y軸輸入耦合開關置

20、于“DC”位置。 將被測波形移至示波管屏幕的中心位置，用“V/div”開關將被測波形控制在屏幕有效工作面積的范圍內，按坐標刻度片的分度讀取整個波形所占Y軸方向的度數H，則被測電壓的峰-峰值VP-P可等于“V/div”開關指示值與H的乘積。如果使用探頭測量時，應把探頭的衰減量計算在內，即把上述計算數值乘10。 例如示波器的Y軸靈敏度開關“V/div”位于0.2檔級，被測波形占Y軸的坐標幅度H為5div，則此信號電壓的峰-峰值為1V。如是經探頭測量，仍指示上述數值，則被測信號電壓的峰-峰值就為10V。 2、直流電壓的測量 將Y軸輸入耦合開關置于“地”位置，觸發方式開關置“自動”位置，使屏幕顯示一水

21、平掃描線，此掃描線便為零電平線。 將Y軸輸入耦合開關置“DC”位置，加入被測電壓，此時，掃描線在Y軸方向產生跳變位移H，被測電壓即為“V/div”開關指示值與H的乘積。 直接測量法簡單易行，但誤差較大。產生誤差的因素有讀數誤差、視差和示波器的系統誤差（衰減器、偏轉系統、示波管邊緣效應）等3、時間的測量示波器時基能產生與時間呈線性關系的掃描線，因而可以用熒光屏的水平刻度來測量波形的時間參數，如周期性信號的重復周期、脈沖信號的寬度、時間間隔、上升時間（前沿）和下降時間（后沿）、兩個信號的時間差等等。 將示波器的掃速開關“t/div”的“微調”裝置轉至校準位置時，顯示的波形在水平方向刻度所代表的時間

22、可按“t/div”開關的指示值直讀計算，從而較準確地求出被測信號的時間參數。2.3基本放大器的設計放大器的本質實現能量的控制。在放大器中提供一個能源，由能量較小得輸入信號控制合這個能源，使之輸出較大的能量，然后推動負載。小能量對大能量的控制作用稱為放大作用。放大的對象是變化量。元件：雙極型三極管和場效應管。設計分析為了增強靜態工作點的穩定性，電路中采用了分壓式偏置電路。該電路利用了負反饋的原理從而提高了整個電路的穩定性，減小了溫度對電路的影響。具體電路見電路原理圖。由于 UBQ 不隨溫度變化，T ­ ® ICQ ­ ® IEQ ­ ®

23、 UEQ ­ ® UBEQ (= UBQ UEQ) ¯ ® IBQ ¯ ® ICQ ¯ 電流負反饋式工作點穩定電路說明：1、Re 愈大，同樣的 DIEQ 產生的 DUEQ 愈大，則溫度穩定性愈好。但 Re 增大，UEQ 增大，要保持輸出量不變，必須增大 VCC。 2、接入 Re ，電壓放大倍數將大大降低。在 Re 兩端并聯大電容 Ce ，交流電壓降可以忽略，則 Au 基本無影響。 Ce 稱旁路電容旁路電容：在交直流信號的電路中，將電容并接在電阻兩端或由電路的某點跨接到公共電位上，為交流信號或脈沖信號設置一條通路，避免交流信號

24、成分因通過電阻產生壓降衰減。設計條件已知直流電源Vcc=5v；RL=10K，當不加負載時電路的放大倍數大于40倍，當加上10K歐姆的負載時電路的放大倍數為20倍。1、確定Re與Rc因為開路時Avt40此時Av=-gmRL；加上10K的負載時Au20，并且此時Av= -gm RL， RL= RL Rc，因為加上負載時放大倍數減半所以負載的大小與Rc的大小相同，二者都為10K歐。又因為Ue=0.2=1V，并且當Uce=Vcc/2時靜態工作點比較合適。所以Uce=2.5則Uc=3.5V。由此可進一步得出Ic=Ie=（5-3.5）/10K=0.15mA；所以又可以得出Re=1V/0.15mA5.5K歐

25、姆左右。2、 確定Rb1和Rb2要保證 UBQ 基本穩定，IR >> IBQ，則需要 Rb1、Rb2 小一些，但這會使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實際選用 Rb1、Rb2 值，取= (5 10)IBQ，UBQ = (5 10)UBEQ。Ib=Ie/1uA；IR =(510) IR=10uA; IR=Vcc/( Rb1+ Rb2);并且Ub=0.7+Ue=1.7V；由此可以得出Rb1=Ub/1uA12K歐姆；再進一步可算出Rb2=33K歐姆；3 、確定電容C1，C2，C3在基本放大電路中，耦合電容要視頻率而定，當頻率較高時，需用無極電容，特點是比較穩定，耐壓可以做得比較高，體積相對小，但容量做不大。其最大的用途是可以通過交流電，隔斷直流電，廣泛用于高頻交流通路、旁路、諧振等電路。（簡單理解為高頻通路） 當頻率較低時，無極電容因為容量較低，容抗相對增大，就要用有極性的電解電容了，由于其內部加有電解液，可以把容量做得很大，讓低頻交流電通過，